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ACQUA UN PROBLEMA DA RISOLVERE


Forse non tutti sanno che esistono alcune piante ed insetti, abitanti di ambienti desertici, che hanno la capacità di essiccarsi completamente durante la stagione calda senza che le loro molecole biologiche subiscano danni. Infatti, non appena cadono le prime piogge e vengono reidratati, tali organismi (chiamati criptobionti) sono capaci di riprendere, in tempi molto brevi, il loro ciclo vitale. Questa capacità di sopravvivenza alla disidratazione è dovuta alla presenza di elevate quantità di uno zucchero insolito: il trealosio, che permette loro di sopravvivere in "stato di animazione sospesa" in assenza d'acqua. La stessa cosa accade all'Artemia Salina, un gamberetto che vive in acque molto salmastre e che riesce a sopravvivere senza acqua grazie alla produzione di trealosio. Questo zucchero, inoltre, permette a certi tipi di rane di sopravvivere allo stato praticamente congelato.
Ma cosa può legare questi formidabili organismi alle nostre industrie agro-alimentari, farmaceutiche e biomediche?
Ce lo spiega Mario De Rosa, ordinario di biochimica alla Seconda Università di Napoli e coordinatore del Centro regionale di competenza per le Applicazioni tecnologiche industriali di biomolecole e biosistemi, con ben ventisei brevetti nel proprio curriculum scientifico, la maggior parte dei quali riguardano le biotecnologie: ha lavorato soprattutto nel campo del farmaco brevettando in Usa sistemi che riguardano la stabilizzazione delle molecole, i sistemi di rilascio controllato ed i processi produttivi. La produzione di trealosio, o meglio i processi di produzione di questo zucchero, isolato per la prima volta proprio da quegli organismi che vivono nel deserto, costituisce parte degli ultimi brevetti depositati da De Rosa perchè questo zucchero può essere usato come dolcificante e come conservante per prodotti surgelati e liofilizzati e può trovare innumerevoli applicazioni che sono ancora in fase di sperimentazione. "Il trealosio è uno zucchero molto importante che a breve si diffonderà sul mercato - sottolinea De Rosa - Risulta un po' meno dolce del saccarosio ma ha importanti funzioni biologiche: interagisce con le macromolecole stabilizzandole e rallentando quindi i processi di degradazione; il trealosio sta trovando applicazione come stabilizzante di enzimi ed in particolare in campo alimentare per mantenere inalterate le proprietà nutritive, i sapori e gli odori dei cibi disidratati in quanto fa sì che le sostanze volatili non vadano via: sono molti i brevetti depositati nelle varie fasi della ricerca a tal proposito". Per molto tempo però gli elevatissimi costi di produzione del trealosio non ne hanno permesso un utilizzo su larga scala, fino a quando i giapponesi, e l'Università di Napoli separatamente, hanno inventato un processo di trasformazione dell'amido in trealosio attraverso l'utilizzo di due enzimi. Quelli giapponesi sono enzimi ricavati da microrganismi mesofili (che vivono cioè a temperature bassissime e sono poco stabili), "i nostri enzimi invece - spiega De Rosa - vengono isolati da un batterio che vive nella Solfatara di Pozzuoli ad altissime temperature: si tratta del batterio Sulfolobus Solfataricus, un batterio termofilo che vive in acqua bollente ed acido solforico". I ricercatori napoletani hanno, quindi, isolato gli enzimi utili e li hanno fatti produrre ad un altro batterio.
"Abbiamo prelevato i geni che codificano questi enzimi e li abbiamo immessi in microrganismi che vivono a temperatura ambiente - precisa il professore - in tal modo per ottenere il downstream, ovvero la purificazione del batterio dagli enzimi che non servono, basta bollire il batterio stesso e ciò perchè gli enzimi utili sono attivi solo ad alta temperatura: il procedimento è industriale ma non costa niente ed il batterio intero, ormai morto, dopo il trattamento tecnico può essere usato come catalizzatore per trasformare l'amido in trealosio". Attualmente questo brevetto è in corso di valutazione industriale per l'enorme rilevanza che potrebbe rivestire. Le applicazioni possibili infatti sono innumerevoli, come ad esempio nella produzione della frutta secca e di tutti i liofilizzati o seccati a caldo: l'aggiunta di trealosio fa sì che non appena venga aggiunta dell'acqua il prodotto non si distingua più da quello fresco. Nell'industria alimentare e dolciaria poi potrebbe avere un forte impatto nella conservazione e nell'utilizzo delle uova; infatti i due componenti, albume e tuorlo, normalmente vengono venduti separatamente ed il rosso non si può seccare perchè non mantiene nulla delle proprietà del rosso d'uovo: con l'aggiunta di trealosio i tuorli possono essere essiccati e riutilizzati aggiungendovi dell'acqua. L'utilizzo del trealosio è anche in corso di valutazione nel settore della
panificazione perchè molto probabilmente può essere sfruttato per far indurire il pane più lentamente, per avere cioè pane fresco per una settimana, riuscendo quindi a farne una produzione industriale.
"Attulmente l'Università sta collaborando con l'azienda agricola Dolce Irpinia per l'applicazione del trealosio - racconta De Rosa - abbiamo sviluppato un processo per candire le castagne perchè gli zuccheri tradizionali reagiscono con le proteine e si imbruniscono e ciò è sinonimo di invecchiamento e degradazione. Il trealosio sostituisce questi zuccheri rendendo il prodotto migliore per due motivi: non imbrunisce ed è meno dolce. La società già sta producendo questi canditi". Bisogna considerare che attualmente il trealosio industriale costa tre volte il comune zucchero ovvero 4 o 5 dollari al chilo ma sia il glucosio che il trealosio si ricavano dall'amido ed anche il comune zucchero: con questo nuovo processo di produzione i costi si abbatterebbero verosimilmente.
"In un sistema pubblico che si evolve verso l'industria - afferma il professore - la cultura brevettuale è importante e necessita di una competenza acquisita. Qui stiamo cercando di formare giovani che abbiano la cultura del brevetto con l'obiettivo di sviluppare un'attività di ricerca che parta fin dall'inizio con questa logica". Questo è un nuovo modo di vedere l'Università e la ricerca nel patrimonio del paese: una visione in cui il brevetto assume una posizione nodale e la difesa dell'invenzione diventa uno dei punti cardine del rapporto sempre più forte fra sistema pubblico di ricerca ed attività industriale. "Purtroppo però - conclude De Rosa - qui in Italia la letteratura brevettuale non ha ancora la rigorosità di quella scientifica"
Assomiglia al saccarosio. Allo zucchero per eccellenza lo accomuna addirittura la stessa formula chimica, ma vi sono delle differenze strutturali che ne fanno la sua forza. Si tratta del trealosio, uno zucchero che ha capacita" bioprotettive e che potrebbe un giorno essere impiegato, oltre che nell"alimentazione e nella cosmesi, per conservare cellule staminali, anticorpi e vaccini.

Ma anche essere usato per conservare il plasma in polvere, cosi" da utilizzarlo sui campi di battaglia nei momenti di estrema emergenza. Esattamente come avviene per il
caffe" istantaneo, sarebbe sufficiente aggiungere dell"acqua per curare, ad esempio, soldati feriti. Questo zucchero, che viene sintetizzato da una classe di organismi, gli estremofili, capaci di resistere in habitat ritenuti proibitivi per la vita, ieri e" valso il premio internazionale istituito da "L"Ore"al e dall"Unesco "For Women in Science" a un"italiana, Federica Migliardo, una ricercatrice di soli 32 anni.
Siciliana di Messina, Migliardo spiega all"Adnkronos
Salute il suo impegno nello studio di "un protocollo di bioprotezione che consentirebbe di usare il trealosio come conservante, o meglio come stabilizzante

DOTT. FEDERICA MIGLIARDO

Dott. Federica MigliardoFederica Migliardo è nata a Messina il 30 Marzo 1975 e ha conseguito la laurea in Fisica con lode accademica all’età di 22 anni (a. a. 1996/97) presso il Dipartimento di Fisica dell’Università di Messina. Nel 2001 le è stato conferito il premio, indetto dalla Società Italiana di Fisica (SIF), quale miglior laureato in Italia dopo il Maggio 1994. Ha conseguito il titolo di Dottore di Ricerca in Fisica nell’a. a. 2000/2001 presentando una tesi dal titolo: “Neutron Spectroscopy in Complex Systems of Biophysical Interest”. Nel 2003 ha vinto il premio, indetto dall’Istituto Nazionale di Fisica della Materia (INFM), per la miglior tesi di dottorato in Italia nel triennio 2000-2003. Ha frequentato dal 17/02/2002 al 28/03/2002 il Corso “Formation doctorale europeenne pour les utilisateurs des grand instruments, Higher European Research Course for User of Large Experimental Systems: “HERCULES 2002” a Grenoble, Francia. Dal 2002 al 2006 è stata titolare di un assegno di ricerca presso il Dipartimento di Fisica dell’Università di Messina. Ha svolto una prolungata attività di ricerca all’estero nell’ambito del Progetto Galileo Italia-Francia per la mobilità dei ricercatori intitolato “Meccanismi fisici dell’efficacia di bioprotezione del trealosio”, e ha realizzato numerosi esperimenti di scattering di neutroni presso le principali facilities europee (ILL a Grenoble (F), ISIS a Chilton (UK), LLB a Parigi (F), BENSC a Berlino (D)). Dal Luglio 2003 al Novembre 2004 è stata assunta come ricercatrice ATER presso il Laboratoire de Dynamique et Structure des Matériaux Moléculaires dell’Université des Sciences et Technologies di Lille, Francia, dove ha svolto attività istituzionali di ricerca e didattica.
L’attività di ricerca è stata preponderatamente svolta nel campo della struttura della materia con particolare riferimento alla comprensione dei meccanismi molecolari dei processi di bioprotezione; è attestata da oltre 80 pubblicazioni, da oltre 70 comunicazioni a congresso e da un brevetto per invenzione industriale n. ME2004A16. Ha svolto dal 2000 attività didattica sia in Italia che all’estero. E’ cultrice della materia per il Settore Scientifico Disciplinare FIS/01 per il Corso di Laurea in Biotecnologie della Facoltà di Medicina e Chirurgia dell’Università degli Studi di Messina ed esercitatore per il Settore Scientifico Disciplinare FIS/01 della Facoltà di Scienze MM. FF. NN. dell’Università degli Studi di Messina. E’ corresponsabile del Progetto Europeo del Sesto Programma Quadro della Comunità Europea “Finding promising drug candidates against tuberculosis with multidisciplinary protocol based non-conventional search”.
Nel 2005 ha ricevuto il premio “L’Oréal Italia per le Donne e La Scienza” indetto da UNESCO-L’Oréal conferitole da una Commissione presieduta dal Prof. Umberto Veronesi per essersi distinta nel campo della Fisica per la ricerca nelle Scienze della Vita. E’ stata ospite d’onore della Conferenza “Donne nella scienza” in occasione del Festival della Scienza di Genova, edizione 2005 (27 Ottobre-7 Novembre 2005), e del VI Congresso del Forum Internazionale delle Donne del Mediterraneo “A 10 anni da Pechino e Barcellona: le politiche Euro-mediterranee dal partenariato al buon vicinato. Posizione e diritti delle donne tra realtà e utopia” presso il Centro UNESCO di Torino (23-27 Novembre 2005), dove ha partecipato ai lavori e alla stesura della relazione del Workgroup “Knowledge, skills and labour market”.
Il primo numero del 2006 della Newsletter dell'Area Studi, Ricerche e Statistiche dell’Istituto Nazionale per il Commercio Estero (ICE), pubblicazione nata con l'obiettivo di fornire aggiornamenti e approfondimenti relativi alle principali tematiche sugli scambi internazionali di merci, servizi e capital, è stata dedicata alla ricerca sul trealosio condotta dalla Dr. F. Migliardo ed è stata presentata in occasione dello Stand istituzionale dell’ICE designato Sistema Italia in rappresentanza della ricerca italiana nell’ambito dell’Annual International Convention della Biotechnology Industry Organization BIO 2006, mostra-convegno che, a partire dal 1992, attira annualmente più di 1000 espositori e decine di migliaia di accademici, ricercatori, esperti e imprenditori provenienti da ogni continente, e si rivolge agli operatori dei vari comparti delle biotecnologie (biomedicina, bioinformatica, agro-alimentare, ambiente e bioenergia), tenutasi a Chicago da 9 al 12 aprile 2006.
E’ organizzatrice del Workshop Internazionale “Neutron Scattering Highlights on Biological Systems”, che si terrà a Taormina dal 7 al 10 Ottobre 2006 e curatrice della mostra “Science for Food” nell’ambito del Festival della Scienza di Genova, edizione 2006, che si terrà dal 28 Ottobre al 7 Novembre 2006.

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