Elezioni 2018, torna Dibattito Scienza

La lista “W la fisica” non è riuscita a raccogliere le firme e quindi non sarà presente alle elezioni, ma gli scienziati non si arrendono. Dalle pagine di Nature, denunciano il pessimo stato della ricerca italiana e chiedono alla politica di intervenire, da un lato aumentando i fondi, dall’altro valorizzando maggiormente il lavoro degli scienziati e l’importanza del metodo scientifico. Vorrei tranquillizzare l’ingegnere Mattia Butta, che con la sua lista voleva “portare il metodo scientifico in Parlamento”, e gli scienziati che si sono rivolti a Nature per lanciare il proprio appello: non siete soli! Dal 2012, infatti, coordino il progetto Dibattito Scienza, un’iniziativa nata proprio con lo scopo di portare la scienza nel dibattito politico. In occasione delle elezioni, il nostro gruppo Facebook (che oggi conta più di cinquemila iscritti) interroga i partiti e i movimenti che si candidano a governare il Paese, invitandoli a pronunciarsi su temi come ricerca, istruzione, salute, ambiente e politiche energetiche. Temi importanti, anzi fondamentali per la crescita di una nazione e il benessere dei suoi abitanti, ma troppo spesso trascurati in campagna elettorale. Sollecitando i politici a rivelare le loro idee e i loro progetti su queste tematiche, crediamo quindi di offrire – nell’immediato – un servizio utile agli elettori, che in questo modo potranno esprimere un voto maggiormente informato, e sul lungo termine (speriamo!) anche alla politica stessa.

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In vista delle elezioni del 4 marzo, Dibattito Scienza ha rivolto dieci domande a tutte le liste candidate. Le domande sono state inizialmente proposte dal gruppo Facebook e sono state infine selezionate tramite un sondaggio sul nostro sito. I partiti avevano sei settimane di tempo per consegnare le loro risposte, ma nonostante numerosi solleciti via mail, social network e contatti diretti, alla scadenza del 16 febbraio avevano risposto solo cinque liste. Tra queste figurava anche il Movimento Cinque Stelle, unica tra le forze politiche maggiori a partecipare all’iniziativa nei tempi stabiliti: hanno risposto solo a tre quesiti su dieci, ma almeno sono stati puntuali. Il Partito Democratico è arrivato con qualche giorno di ritardo, insieme alla lista Liberi e Uguali. Manca all’appello tutto il centrodestra, nonostante Forza Italia avesse promesso di inviarci le risposte (purtroppo mai arrivate). Dalle prime reazioni nel gruppo, sembra che le risposte più apprezzate siano state quelle della lista +Europa con Emma Bonino e quelle dei giovani startupper di 10 volte meglio. Vediamo nel dettaglio cosa hanno risposto.

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Scienza e razionalità – La prima domanda, quella sulle politiche basate sulla scienza, è forse la più importante, perché rivela l’approccio dei partiti nei confronti dei dati e delle evidenze scientifiche. Come atteso, tutte le liste si dichiarano grandi amiche della scienza e dei suoi metodi. Nella maggior parte dei casi ritengono che la scienza debba “informare il processo legislativo”, come dice +Europa, mentre la lista 10 volte meglio si spinge a dire che per elaborare politiche di governo efficaci dovremmo analizzare i dati raccolti negli ultimi 70 anni con algoritmi di intelligenza artificiale. Il Partito Democratico gioca subito la carta delle vaccinazioni obbligatorie, per dimostrare che loro, la scienza, la ascoltano per davvero. La risposta più curiosa, però, arriva dal Partito Repubblicano, il quale, dopo aver ricordato come la scienza sia a tutti gli effetti parte del suo DNA, essendo nato dall’Illuminismo francese, sostiene però che la politica non dovrebbe fondare le sue dottrine su di essa. Per i Repubblicani, quindi, la scienza serve alla crescita culturale dei popoli, ma non all’elaborazione di proposte politiche. A proposito di cultura scientifica, anche qui le liste sono tutte concordi nell’indicare la scuola e l’istruzione come le principali questioni da affrontare. Cambiano ovviamente le soluzioni proposte: +Europa sottolinea il valore del merito, sia a livello individuale (borse di studio per i meritevoli) sia a livello di istituti (le università migliori dovrebbero ricevere più fondi); il PD punta il dito contro la dispersione scolastica e pensa a misure specifiche per recuperare le aree geografiche più a rischio; per Liberi e Uguali la gratuità dell’istruzione è la priorità, anche a livello universitario; 10 volte meglio, infine, pensa che la soluzione sia riformare i programmi scolastici, introducendo il bilinguismo obbligatorio, filosofia e programmazione.

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Ricerca e innovazione – Secondo gli ultimi dati Eurostat, l’Italia investe in ricerca e sviluppo l’1,29% del PIL, contro una media europea del 2,03%. Abbiamo chiesto alle liste candidate quale impegno pensano di potersi assumere da questo punto di vista, e naturalmente tutte hanno dichiarato di voler aumentare gli investimenti. I più ambiziosi sono +Europa e 10 volte meglio, che puntano al 3%, mentre PD e Liberi e Uguali si “accontentano” di raggiungere la media UE. Particolarmente interessante è la posizione di +Europa, che, coerentemente con la sua spiccata vocazione europeista, immagina un continente europeo in cui si faccia ricerca utilizzando per un terzo fondi federali, contro il 4% attuale. Si fa notare anche 10 volte meglio, che prevede di intervenire sul sistema della ricerca italiana con una serie di misure dai costi contenuti e con rapidi effetti espansionistici sull’economia; colpiscono il livello di dettaglio della risposta e i continui riferimenti a esperienze di successo di altri Paesi, come i “Jeunes decteurs” francesi. Tutti vogliono investire, quindi, ma con quali coperture finanziarie? Qui le risposte, quando ci sono, sono piuttosto vaghe: Liberi e Uguali e il Partito Comunista taglierebbero le spese militari e riformerebbero il fisco, il Partito Repubblicano snellirebbe la burocrazia, mentre il PD dice che “le risorse vanno trovate in ogni caso”. Per quanto riguarda la ricerca e l’innovazione delle nostre imprese private, invece, +Europa pensa sia necessario proseguire con Industria 4.0 e accelerare su Competence Center e Digital Innovation Hub, mentre 10 volte meglio e Partito Repubblicano puntano sulle defiscalizzazioni. Il Partito Democratico parla di un’Agenzia nazionale per la ricerca e l’innovazione, e annuncia l’intenzione di creare nel Sud Italia un polo scientifico-tecnologico sulla falsariga dello Human Technopole. Sorprendente (ma forse non troppo, visto l’autore) è la risposta del Partito Comunista, per il quale, molto semplicemente, il problema non si pone: la ricerca deve essere fatta solo con soldi pubblici! C’è poi una questione delicata, un tema che regolarmente appare nelle domande di Dibattito Scienza e che in un certo senso ha a che fare sia con la ricerca sia con l’innovazione: gli OGM. La sfida tra favorevoli e contrari finisce in parità: tra i primi +Europa, 10 volte meglio e Partito Repubblicano, tra i secondi il Movimento 5 Stelle, Liberi e Uguali e il Partito Comunista. Le motivazioni dei contrari sono simili, e hanno a che fare principalmente con il problema dei brevetti e della proprietà intellettuale. Il PD si arrampica sugli specchi, esibendosi in quella che tecnicamente dicesi “supercazzola”, e di fatto non risponde alla domanda.

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Medicina e salute – In questa sezione il piatto forte erano ovviamente i vaccini. Nessuno, fortunatamente, ha detto che sono pericolosi, ma non sono comunque mancate le critiche al decreto Lorenzin. Il Movimento 5 Stelle non lo ha votato perché basato su un obbligo incentrato sull’esclusione scolastica: i pentastellati non sono d’accordo e preferirebbero invece un approccio basato sulla raccomandazione attiva. Anche Liberi e Uguali nutre dei dubbi sulla strategia della vaccinazione obbligatoria legata all’accesso scolastico, mentre 10 volte meglio contesta le scadenze troppo brevi e il fatto che la legge sia stata imposta senza la consulenza di un gruppo di esperti indipendenti. Quasi tutti concordano nel ritenere essenziale la diffusione di informazioni corrette sul tema. Sempre parlando di salute, abbiamo chiesto ai partiti se il nostro Sistema Sanitario sia tenuto a offrire ai cittadini anche terapie prive di fondamento scientifico. A parte il Partito Repubblicano, che non si esprime chiaramente, la risposta è unanime, ed è negativa. Più morbido è l’approccio verso i prodotti omeopatici: tutte le liste sono disposte infatti ad accettare che siano venduti nelle farmacie, ad eccezione della lista 10 volte meglio, per la quale questi prodotti dovrebbero addirittura essere banditi alla vendita nel caso fossero commercializzati con una dicitura che li assimilasse a un farmaco. Colpisce la posizione di Liberi e Uguali, secondo cui i prodotti omeopatici dovrebbero essere assunti sotto controllo medico.

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Ambiente ed energia – La domanda sullo smog ha messo un po’ tutti d’accordo, ad eccezione del Partito Repubblicano, che sostiene di non essersi mai espresso sul tema. Le altre risposte sono tutte molto simili: mobilità elettrica, trasporto pubblico, ferrovie. Si distingue 10 volte meglio, che propone di investire in tecnologie per la cattura delle polveri sottili, mentre +Europa e Liberi e Uguali convergono su carbon tax ed eliminazione dei sussidi dannosi per l’ambiente. Quanto al consumo di suolo, si tratta evidentemente di una priorità per tutte le liste, esclusi i Repubblicani che dicono di non conoscere la materia. Il Partito Democratico, in particolare, dice di voler proseguire con il piano Casa Italia per la messa in sicurezza di tutto il territorio nazionale, mentre il Partito Comunista propone l’esproprio degli immobili sfitti per risolvere l’emergenza case senza ulteriore consumo di suolo. L’ultima domanda, infine, era quella sulle politiche energetiche: mentre il Partito Repubblicano ricorda, quasi con nostalgia, l’occasione perduta del nucleare, le altre liste si dichiarano pronte a investire sulle energie pulite e rinnovabili. Si fa notare Liberi e Uguali, l’unica lista a parlare di autoproduzione e “democrazia energetica”.

Dopo le primarie del centrosinistra del 2012, le politiche del 2013 e le europee del 2014, si chiude quindi un nuovo capitolo per Dibattito Scienza. Ancora una volta il centrodestra non ci ha risposto, dimostrando di avere evidentemente altre priorità in questa campagna elettorale che ormai volge al termine. È un vero peccato, perché, al di là delle convinzioni di ciascuno, stiamo parlando di una forza politica che rappresenta più di un terzo degli elettori, e – sondaggi alla mano – l’unica potenzialmente in grado di governare da sola dopo le elezioni del 4 marzo. Ma come ha detto qualcuno, anche una non risposta è, a suo modo, una risposta. Buon voto a tutti!

UPDATE: il 27 febbraio sono arrivate anche le risposte della lista Potere al Popolo. Per rilanciare la ricerca pubblica italiana, PaP propone da un lato di tagliare le spese militari e i costi delle grandi opere, dall’altro di recuperare risorse dall’evasione fiscale. Anche questa lista difende il metodo scientifico e la medicina evidence-based, ma non risponde sui vaccini e scivola clamorosamente sugli OGM (che “producono frutti senza semi”). Per quanto riguarda le politiche energetiche, Potere al Popolo punta sulle rinnovabili e offre il suo sostegno ai gruppi no TRIV e no TAP.

Hard disk a DNA

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Gli studenti di biologia lo sanno bene: il DNA non è solo una molecola, è anche informazione. Sfruttando le regole semplici ma efficaci del codice genetico, gli esseri viventi hanno evoluto un sistema formidabile di memorizzazione di informazioni, salvate in un archivio incredibilmente compatto che può essere scritto, modificato, letto e copiato. Stiamo parlando di informazioni particolari, informazioni utili alle nostre cellule: quando e in che tessuto accendere o spegnere un gene, quali aminoacidi occorrono per costruire una proteina e in che ordine devono essere assemblati. Affascinante, certo, ma la cosa davvero interessante è che, in linea teorica, il DNA potrebbe essere usato per archiviare dati di qualsiasi tipo. Tutto quello che dobbiamo fare è trasformare questi dati in lunghe serie di A, C, G e T, e sintetizzare le corrispondenti molecole di DNA. Facile a dirsi, difficile a farsi. I costi sono elevati e i problemi tecnici da affrontare sono molti. Ciononostante, alcuni gruppi di ricerca sparsi nel mondo ci stanno lavorando seriamente, e le pubblicazioni sull’argomento sono sempre più frequenti.

Il motivo del crescente interesse della comunità scientifica risiede nell’elevatissima densità di informazione che il DNA sarebbe in grado di raggiungere, se potessimo utilizzarlo come sistema di archiviazione. Pensate agli hard disk portatili che usiamo per fare i backup dei nostri dati: quelli più capienti consentono di salvare pochi Terabytes di dati, e hanno le dimensioni di un libro. Di contro, una molecola di DNA potrebbe archiviare fino a 700 Tera in un millimetro cubico! Proprio quest’anno, un gruppo di ricerca dell’Università di Washington ha battuto il record di dati memorizzati in un archivio genetico: 200 Megabyte, salvati in 13 milioni di frammenti di DNA. Stiano comunque sereni i produttori di materiale informatico: codificare dati in molecole di DNA non è esattamente una passeggiata. Tanto per cominciare, si tratta di una procedura molto costosa. Non tanto in fase di lettura: i costi per sequenziare molecole di DNA (e leggerne quindi il contenuto) sono ormai molto bassi. Il grosso limite sta nella fase di scrittura: aggiungere al nostro archivio genetico un singolo nucleotide (cioè una sola lettera di DNA) costa al momento quasi 10 centesimi di dollaro. Ancora troppo per mandare in pensione hard disk e DVD.

C’è poi un altro importante aspetto che deve essere tenuto in considerazione: qual è il sistema di codifica migliore per convertire i nostri dati nel linguaggio del DNA? Dobbiamo sfruttare al meglio le quattro lettere che la biologia ci mette a disposizione, cercando di racchiudere il maggior numero di informazioni possibili nella minore quantità di DNA. Ipotizzando di dover convertire un semplice file di testo, ad esempio, potremo pensare di associare a ciascuna lettera dell’alfabeto una particolare tripletta di nucleotidi, proprio come fa il codice genetico. In totale, avremmo a disposizione 64 differenti triplette, più che sufficienti a codificare le lettere dell’alfabeto inglese, i numeri, gli spazi e i segni di punteggiatura. Potremmo anche adottare un codice ancora più sintetico, sfruttando solo 3 dei quattro nucleotidi disponibili: in questo caso riusciremmo a codificare le lettere e gli spazi. Perderemmo la punteggiatura, ma l’Ulisse di Joyce dimostra che in fondo potremmo anche farne a meno.

Il vero problema di questo sistema di codifica è che consente di memorizzare solo file di testo. Come fare quindi a salvare i nostri film e le nostre canzoni preferite? In questo caso occorre partire dal codice binario in cui questi dati sono scritti, e convertire quest’ultimo in sequenze di DNA. Questa volta le 4 lettere a nostra disposizione sono più che sufficienti per tradurre i nostri dati, che ora sono diventati una lunghissima serie di 0 e 1. Siamo in una situazione fortunata, perché l’alfabeto di destinazione (quello del DNA) possiede più valori di quanti ne contenga l’alfabeto di partenza (quello del codice binario); questa abbondanza ci offre più opzioni per la nostra codifica, ma anche in questo caso la scelta da compiere è delicata. Ad esempio, possiamo cercare di compattare il più possibile l’informazione, associando a ciascuna lettera del DNA una coppia di bit (A = 00, C = 01, G = 10, T = 11): in questo modo riusciamo a dimezzare la lunghezza delle nostre sequenze, e possiamo quindi codificare più dati nello stesso segmento di DNA. Sembra decisamente la soluzione migliore, e in effetti lo sarebbe davvero se il DNA fosse semplicemente una lunga serie di lettere stampate sulle pagine di un libro. Purtroppo, non è questo il caso: per leggere una sequenza di DNA è necessario sequenziarlo, e le macchine progettate per questo compito (i sequenziatori) non riescono a leggere facilmente i tratti di DNA molto ripetitivi. Questo significa che la sequenza CCCCCCCC (che nel nostro esempio codifica la stringa 0101010101010101) potrebbe essere letta per errore con una C in più o con una C in meno, rendendo di fatto illeggibile l’informazione originaria. Un hard disk molto capiente ma illeggibile non è oggettivamente molto utile, quindi forse potremmo rinunciare alla compattezza estrema per salvaguardare l’integrità dei dati. Per fare questo, basterebbe ragionare per singoli bit, associando lo 0 a due diversi nucleotidi (ad es. A e T), e l’1 agli altri due. In questo modo, abbiamo un codice ridondante che ci consente una certa flessibilità: in presenza di lunghe serie di 0, ad esempio, potremmo alternare a piacere le A e le T, così che il risultato finale (ad es. TATTAAAT) possa essere letto con più facilità dai sequenziatori. Ci stiamo avvicinando alla meta, finalmente! Usando quotidianamente hard disk e chiavette USB, però, sappiamo benissimo che i file possono corrompersi, e un sistema basato sul DNA non farebbe comunque eccezione. Ecco perché alcuni ricercatori hanno pensato di implementare, anche per le memorie “genetiche”, delle tecniche di correzione degli errori sviluppate in altri ambiti, come il codice di Reed-Solomon usato nei CD e nei DVD.

Supponiamo ora di essere finalmente riusciti a memorizzare in una lunga molecola di DNA i greatest hits del nostro gruppo musicale preferito, e supponiamo di avere a disposizione un fantastico stereo con sequenziatore di DNA incorporato (non cercate su Amazon, non esiste). Abbiamo risolto tutti i nostri problemi? Purtroppo no. I sistemi di archiviazione tradizionali hanno una caratteristica fondamentale, che al nostro DNA non può mancare: è la capacità di accedere ai dati in modo diretto. Se voglio ascoltare l’ultima canzone del greatest hits, non devo necessariamente sorbirmi anche tutti i pezzi precedenti, ma posso accedere direttamente al brano che mi interessa. Questo, almeno, con i classici CD. E con il DNA? Anche per questo abbiamo una soluzione. L’ha proposta un paio di anni fa un gruppo di ricerca dell’Università dell’Illinois, guidato dalla prof.ssa Olgica Milenkovic, e consiste nella sintesi di particolari coppie di sequenze da aggiungere ai lati di un segmento di DNA di interesse, ad esempio quello che contiene la nostra canzone preferita. Siccome ogni segmento di DNA è associato a una coppia di sequenze differente, è possibile sfruttarle come indirizzi molecolari e accedere in modo selettivo solo a questo o a quel pezzo di DNA. Per farlo, basta amplificare il segmento che ci interessa con una comune reazione di PCR: l’importante è usare i primer corretti, quelli corrispondenti agli indirizzi molecolari che stiamo cercando. È un po’ come entrare in una biblioteca e mettersi alla ricerca di un libro usando la mappa degli scaffali: ora che abbiamo trovato il nostro libro, possiamo cominciare a leggere. Ci manca solo il sequenziatore: quello in vendita su Amazon lo avete già ordinato, vero?

Invecchiamento e malattie genetiche: interessa un dottorato a Milano?

La professoressa Cristina Battaglia, docente presso l’Università di Milano, è una mia affezionata lettrice. Ci siamo incontrati a un corso di bioinformatica la scorsa estate; io non la conoscevo, ma a quanto pare lei sì. E non vi nascondo la sorpresa che provai quando, quella mattina, mi salutò con le parole “ma tu sei il famoso myGenomix!”. Oggi la prof sta reclutando aspiranti ricercatori per il suo laboratorio e mi ha chiesto di aiutarla a trovare giovani in gamba interessati ai suoi progetti di ricerca. Se pensate di essere le persone giuste per questo lavoro, contattatela al più presto!


 

Posizione aperta per dottorato triennale

Programma di dottorato di Medicina Molecolare e Traslazionale

Programmi di ricerca proposti per il CICLO 33:

  • LINEA 1. Studio dei processi metabolici coinvolti nella relazione inversa tra cancro e
    malattia di Alzheimer nell’invecchiamento mediante metodologie bioinformatiche. Il progetto prevede l’utilizzo di tecniche bionformatiche/biostatistiche e di elaborazione di dati genomici (SNParray, RNAseq, WES, NGS), quindi è richiesta un’elevata attitudine all’uso degli strumenti bioinformatici (es. ambiente R) e della biostatistica ( es. software SAS ). Nel programma di dottorato di questa linea saranno affrontate e sviluppate prevalentemente competenze computazionali (dry lab).
  • LINEA 2. Caratterizzazione molecolare delle RASopatie mediante sequenziamento di
    ultima generazione e metodologie biochimiche. Il progetto prevede l’utilizzo di tecnologie di next generation sequencing (NGS, RNAseq) e microarray, QPCR, e di metodologie per l’analisi e la interpretazione dei dati genomici applicata a malattie umane ( es. RASopatie). Nel programma di dottorato di questa linea saranno affrontate e sviluppate sia competenze di laboratorio (wet lab) che computazionali ( dry lab).

Per entrambi i programmi proposti sarà garantita la presenza in un ambiente di ricerca di natura multidisciplinare (es. genetico, biochimico, biologico molecolare, bioinformatico, biostatistico). I progetti di ricerca saranno svolti presso il Palazzo LITA di Segrate, Mi. Nell’ambito del triennio, al candidato sarà offerto un periodo formativo presso enti accademiche straniere.

A chi d’interesse: inviare il proprio CV all’attenzione di Cristina Battaglia (e-mail: cristina.battaglia@unimi.it) entro e non oltre il 25 agosto 2017.

Per informazioni sul corso dottorato vedi: http://sdmm.ariel.ctu.unimi.it/v3/home/PreviewArea.aspx

Per l’ammissione al dottorato è requisito il possesso di una laurea magistrale e della
certificazione della lingua inglese (livello B2) da enti linguistici accreditati. Vedi
regolamento d’ateneo e BANDO DI CONCORSO.

Scadenza della domanda : 4 settembre 2017 ore 13