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Traduzione a cura di Maurizio Bisogni

Un virus chiamato semplicemente M13 ha il potere letteralmente di cambiare il mondo.
Un team di scienziati presso il Laboratorio della Berkeley University hanno creato geneticamente virus M13 in grado di generare elettricità sufficiente per alimentare un piccolo schermo LED.

Il virus M13 non costituisce una minaccia per gli esseri umani – può infettare solo i batteri – ma un giorno potrebbe essere utile all’umanità per alimentare praticamente tutto: dal vostro computer portatile alla vostra città
Il segreto dell’M13 sta in qualcosa chiamato “effetto piezoelettrico”, che si verifica quando materiali come i cristalli oppure virus modificati emettono una piccola quantità di energia quando pressati.
L’M13 presenta questa caratteristica, ed ha anche la capacità di organizzarsi in ordinati fogli  di film invisibili. Immaginate di dipingere uno strato di questo film sulla tastiera del vostro laptop. Ogni volta che la si tocca, questi virus convertiranno la pressione delle dita in elettricità che alimenterà costantemente la batteria.
Qualsiasi tipo di movimento può generare elettricità attraverso l’M13, in modo che, concettualmente, si potrebbe alimentare la casa saltando su e giù su un piano rivestito di virus, o dare potenza al vostro iPod in tasca semplicemente camminando..

L’ M13 è una fonte di energia già presente in natura, ma ricercatori ne hanno migliorato la potenza in uscita,ingegnerizzando geneticamente il virus con l’aggiunta di alcuni aminoacidi con carica negativa posti in un guscio esterno duro ad una estremità. Fondamentalmente, la versione modificata dell’M13 è diventato un generatore di tensione migliore, perché ha una estremità con carica negativa ed un’altra estremità con carica positiva, favorendo così il flusso di elettricità.

Secondo il rapporto della Berkeley Lab è stato creato un virus geneticamente modificato che si organizza spontaneamente come un film multistrato. In laboratorio è stato realizzato su una misura di circa un centimetro quadrato. Questa pellicola è stata quindi interposta tra due elettrodi placcati oro, a cui sono stati collegati fili verso un display a cristalli liquidi.

Quando un pressione viene applicata al generatore, questo produce fino a sei nanoampere di corrente e 400 millivolt di potenziale. Questo genera abbastanza corrente per far lampeggiare il numero “1” sul display, e corrispondente a circa un quarto la tensione di una tripla batteria A.

Ovviamente questa è una versione beta di quello che verrà. Il biologo della Berkeley Lab, Seung-Wuk Lee, che ha lavorato al progetto, si augura che ciò possa aprire la strada a ulteriori ricerche su virus che generano elettricità. Pensa che siamo tutti in attesa del giorno in cui i nostri monitor saranno in grado di alimentarsi da soli quando da sbatteremo la testa sulla scrivania coperta di M13 durante lo streaming di Transformers 2.

Fonte: io9

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Traduzione a cura di Daniel Iversen

Image: Campbell Strong, Shawn Douglas & Gael McGill

Il nanorobot programmabile al DNA, sviluppato dai ricercatori del Wyss Institute ha la forma di una botte e, una volta individuato l’obiettivo, si apre per rilasciare il suo carico.

 

 

Abbiamo già visto vari approcci sperimentali indirizzati ad aumentare l’efficacia della chemioterapia, riducendo contemporaneamente gli effetti collaterali dannosi mirando direttamente alle cellule tumorali. L’ultimo incoraggiante sviluppo viene dal Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering della Harward, dove i ricercatori hanno creato un dispositivo robotico a forma di botte, fatto di DNA e in grado di portare istruzioni molecolari a cellule specifiche facendo si che si autodistruggano.
Visto che il dispositivo può essere programmato per arrivare a una grande varietà di cellule, c’è la possibilità di usarlo per il trattamento di svariate malattie oltre a fornire una speranza nella lotta contro il cancro.

Il team ha basato questo approccio nanoterapeutico e programmabile sul sistema immunitario del nostro corpo, dove i globuli bianchi circolano nel sangue pronti ad attaccare le infezioni dove esse si sviluppano. Proprio come i globuli bianchi hanno la capacità di insediarsi all’interno di cellule malate legandosi ad esse , i ricercatori hanno creato questa “botte” di DNA capace di riconoscere ed individuare combinazioni di proteine della superficie cellulare, compresi i recettori di malattie

Ripiegando filamenti di DNA con quello noto come il “Metodo del DNA-Origami”, i ricercatori hanno creato una forma a botte aperta e tridimensionale, dove due metà sono connesse tramite una cerniera.
Il contenitore è tenuto chiuso da uno speciale “chiavistello” di DNA che si riconfigura una volta trovato l’obiettivo specifico, come per esempio cellule cancerogene, facendo in questo modo aprire le due metà, esponendo il carico presente all’interno.
Quest’ultimo può essere di svariati tipi, come per esempio essere composto da molecole con istruzioni codificate in grado di interagire con i recettori di segnalazione sulla superficie diuna cellula.

Shawn Douglas e Ido Bachelet hanno usato il barilotto di DNA per portare istruzioni codificate in frammenti di anticorpi a due diverse cellule tumorali: leucemia e linfoma.
Dal momento che questi ultimi parlano un diverso linguaggio, i messaggi sono stati scritti con diversi combinazioni di anticorpi.
Il messaggio comunque era lo stesso, ossia attivare il gene “suicida” presente nella cellula, che farà si che questa uccida se stessa attraverso apoptosi.

E’ l’approccio modulare dei ricercatori, cerniere diverse e diversi carichi di messaggi da commutare e scambiare, a dare al sistema il potenziale per trattare un’ampia gamma di malattie.

Sebbene la nanotecnologia sia stata ampiamente riconosciuta per la potenzialità del suo meccanismo di consegna farmaci e trasmissione di segnali molecolari, a causa della sua naturale biocompatibilità e biodegradabilità, ci sono stati ostacoli significativi nella sua attuazione: su che tipo di struttura creare, come aprire, chiudere, e riaprire la struttura per inserire, trasportare e distribuire un carico, e come programmare questo dispositivo.

I ricercatori del Wyss hanno superato i primi di questi due problemi, creando una struttura a forma di botte, senza coperchi superiori o inferiori. Questo permette ai carichi di essere inseriti lateralmente mentre la struttura è chiusa, invece di doverla aprire, inserire il carico utile, e poi richiuderla nuovamente.
Mentre esistono altri sistemi che utilizzano meccanismi di rilascio in grado di rispondere al DNA o all’RNA, le proteine sono presenti più comunemente sulle superfici cellulari e sono quelle in gran parte responsabili dei segnali trans-membrana delle cellule.

I ricercatori affermano che il loro è il primo sistema basato sul DNA-origami e che usa frammenti di anticorpi per trasmettere messaggi molecolari, offrendo un metodo programmabile e controllabile per replicare una risposta del sistema immunitario o sviluppare nuove terapie mirate.

I risultati delle ricerche appaiono sulla rivista Science e i creatori discutono sul loro robot al DNA nel video qui sotto


Fonte: Gizmag

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Traduzione a cura di Lorenzo Micali

Uno studio potrebbe aiutare i ricercatori a sviluppare un vaccino per l’uomo.

Un vaccino contro un virus diffuso nelle scimmie potrebbe fornire alcuni indizi su come sconfiggere l’HIV. Alcuni scienziati hanno creato un vaccino che protegge i macachi da una potente forma di infezione causata dal virus di immunodeficienza dei primati (SIV), il quale è vagamente connesso al virus che provoca l’AIDS nell’uomo.

In precedenza i vaccini contro il SIV sono stati efficaci, ma l’effetto protettivo è difficilmente riproducibile anche per l’HIV. Gli scienziati sono fiduciosi che gli ultimi risultati, apparsi online su Nature, possano essere combinati alle scoperte di un vaccino di modesto successo già testato sull’uomo, per mostrare la via a un effettivo vaccino per l’HIV.

“Secondo me, se è possibile nelle scimmie, deve esserlo anche nell’uomo” afferma Bruce Walker, virologo al Ragon Institute of MGH, MIT and Harvard a Boston, Massachusetts, seppur non coinvolto nello studio.

“Poichè l’HIV fa ammalare le scimmie, la SIV è il miglior modello per analizzare i vaccini prima di testarli sull’uomo” dice Dan Barouch, virologo al Beth Israel Deaconess Medical Center a Boston, e principale autore del recente studio. In passato, i vaccini anti-SIV avevano protetto i macachi solo da quei determinati ceppi usati per creare il virus, o da quelli più facili da uccidere, spiega Barouch.

Il suo team ha trattato i gruppi di macachi (Macaca mulatta) con diverse varietà di vaccini detti a “due fasi”, composti da un virus “primario” (un “primer”) ottenuto geneticamente per contenere i geni del SIV, seguito un anno e mezzo più tardi da un’ulteriore “boost” (vaccinazione aggiuntiva) effettuata con un altro virus con gli stessi geni. Sei mesi dopo quest’ultima vaccinazione, il team di Barouch ha infettato le scimmie con un ceppo di SIV diverso da quello presente nel vaccino, contro la quale le scimmie hanno avuto difficoltà a sviluppare un sistema immunitario per reagire.

Per bloccare l’infezione si è rivelato migliore un vaccino fatto da un ceppo di adenovirus e un boost di un pox-virus modificato. Tre quarti delle scimmie che non hanno ricevuto il vaccino hanno sviluppato la SIV dopo un’unica esposizione, contro il 12% di quelli che hanno ottenuto il vaccino migliore.

La squadra di Barouch ha continuato a esporre le scimmie alla SIV una volta alla settimana, e la maggior parte degli animali vaccinati alla fine ha contratto il virus. I ricercatori però calcolano che il vaccino migliorato ha ridotto le probabilità che un animale possa contrarre la SIV di oltre l’80% dopo una singola esposizione.

Anticorpi in azione

Alla ricerca di una spiegazione per il successo del vaccino, i ricercatori hanno analizzato decine di caratteristiche nelle risposte immunitarie delle scimmie. Gli animali che hanno prodotto alti livelli di anticorpi che attaccano la proteina nell’involucro che circonda il virus, erano quelli più incompatibili alle infezioni. Sono state trovate diverse risposte immunitarie contro l’involucro e contro un’altra proteina SIV chiamata “Gag” in quegli animali che hanno sviluppato l’infezione, ma che però hanno tenuto il virus a bassi livelli.

Altri gruppi di studiosi, sperando di sviluppare vaccini per l’HIV, presteranno estrema attenzione a queste scoperte. “Ci offrono un piano che illustra come dovremmo procedere nei vaccini da sperimentare, e quali tipi di reazioni dobbiamo aspettarci di provocare”, dice Barouch.

Alcune di queste reazioni immunitarie sono state osservate anche nell’unico esperimento di vaccino anti HIV che finora ha protetto gli esseri umani dalle infezioni, osserva. I ricercatori a comando dell’esperimento RV144 (noto anche come l’esperimento thailandese) hanno riferito nel 2009 che la combinazione dei loro vaccini ha ridotto le probabilità di contrarre l’HIV di circa il 30%. I soggetti dell’esperimento che non hanno contratto l’HIV tendono anche a produrre i più alti livelli di anticorpi contro la proteina dell’involucro del virus (LINK).

Sono già in cantiere delle verifiche nell’andamento all’esperimento RV144, e il team di Walker sta raccogliendo fondi per un esperimento per un vaccino contro l’HIV in Sud Africa, equivalente al vaccino SIV di Barouch. “Penso che abbiamo bisogno di raggiungere molti più obiettivi nei prossimi anni”, dice Walker.

Robin Weiss, virologo presso l’University College di Londra, chiama lo studio “un progresso interessante”, ma vorrebbe vedere la prova che i vaccini SIV proteggono più di un solo ceppo della SIV.

Anthony Fauci, direttore del “US National Institute of Allergy and Infectious Diseases” di Bethesda, nel Maryland, dice che lo studio della SIV dovrebbe essere preso con “un grano di sale”, perché è stato fatto sugli animali, non sugli esseri umani. Ma i suoi risultati, se combinati con quelli dell’esperimento RV144 e con altri studi che suggeriscono che alcune persone possono sviluppare una vigorosa risposta immunitaria all’HIV, danno motivo di ottimismo. “La gente generalmente sente che stiamo andando nella giusta direzione”, dice Fauci.

Fonte: Nature

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