Lenci: monitoriamo la radiazione solare e l'incremento nell'atmosfera dei raggi UV
Direttore dell'Istituto di Biofisica

Qual è brevemente la storia dell'Istituto e quale l'attività?

Visualizzazione tridimensionale di un granulo di polline ottenuta mediante sezionamento ottico con un microscopio confocale VCM

Molti dei colleghi che hanno più o meno la mia età certamente ricordano che negli anni Sessanta il Prof. Giovanni Polvani, allora Presidente del Consiglio Nazionale delle Ricerche, con la creazione delle "imprese", coraggiose iniziative esplorative di finanziamento a ricerche in settori che allora non avevano cittadinanza in Italia perché non esistevano corrispettivi accademici, dette uno straordinario impulso rinnovatore non solo al CNR ma all'intera scienza italiana. Basterà ricordare che, grazie a quell'iniziativa, in Italia nacquero nuove discipline, quali, ad esempio, la biologia molecolare, le scienze dell'informazione e la biofisica, discipline che non sarebbero mai decollate senza questo sforzo creativo, che poteva avvenire soltanto nel CNR.

Tra le altre imprese, dette anche progetti speciali, decollò anche quella di Cibernetica, che comprendeva le sezioni di Genova I e II, dirette rispettivamente dal Prof. Antonino Borsellino e dal Prof. Guido Palmieri, la sezione di Milano del Prof. Emilio Gatti, poi sostituito dal Prof. Ivo De Lotto, la sezione di Napoli, diretta dal Prof. Edoardo Caianiello e la sezione di Pisa, diretta dal Prof. Adriano Gozzini e poi dal Prof. Alessandro Checcucci (d'entrambi i quali ho avuto il privilegio d'essere allievo, come studente di fisica prima e come ricercatore alle prime armi poi).

Accadde così che nel CNR si costituissero gruppi di lavoro, forse a volte un poco improvvisati e scientificamente avventurosi, ma animati da grande entusiasmo e spirito d'intraprendenza, nei quali ricercatori di diversa estrazione culturale (fisici, biologi, chimici, matematici, ingegneri, medici) s'impegnavano ad affrontare in maniera interdisciplinare i problemi della biofisica e della cibernetica, cominciando ad elaborare nuovi approcci metodologici. Sarebbe un errore imperdonabile se questa vivacità e capacità di soddisfare esigenze d'interdisciplinarità ed integrazione culturale, peculiari proprio delle strutture di ricerca del CNR, venissero vanificate dai nuovi regolamenti.

Uno speciale microscopio a forza atomica (AFM) ad ampia scansione copre aree comprese in un millimetro quadrato (a) e un micrometro quadro (d) con risoluzione quasi nanometrica e dinamica lineare di oltre 5 ordini di grandezza

Alla fine degli anni Sessanta, l'esigenza di queste attività nel campo della cibernetica e della biofisica (che nel frattempo era andata sempre più affermandosi come una disciplina di frontiera) fu convalidata attraverso l'istituzione di organi di ricerca, i Laboratori, che furono dotati di personale e di finanziamenti propri. Gli allora Laboratori, oggi Istituti di Napoli, Genova e Pisa (in quest'ultima città nato come "Laboratorio per lo studio delle proprietà fisiche di biomolecole e cellule" nel 1969, e divenuto "Istituto di Biofisica" nel 1981) divennero rapidamente punto di riferimento culturale a livello nazionale per la nascita e lo sviluppo della biofisica in Italia.

Nel nostro Istituto, naturalmente, nel corso degli anni, alcune tematiche di ricerca sono state abbandonate ed altre sono state avviate, ma è cresciuto e si è consolidato il costume culturale dei biofisici di utilizzare sinergicamente le diverse competenze e professionalità.

Molto schematicamente, l'attività di ricerca dell'Istituto, sia teorica sia sperimentale, ha come obiettivo la comprensione dei meccanismi di funzionamento dei sistemi biologici in termini di processi fisici che ne sono alla base, l'utilizzo per scopi applicativi delle conoscenze così acquisite e la progettazione e realizzazione di strumentazione innovativa.

Non è facile riassumere gli argomenti di ricerca sui quali oggi si concentra la nostra attenzione, e quella che segue è solo una rapida e schematica carrellata: studio delle strutture e degli eventi molecolari primari responsabili dei fenomeni di percezione e trasduzione sensoriale degli stimoli luminosi in microrganismi fotosensibili; caratterizzazione, soprattutto tramite spettroscopia di fosforescenza, del triptofano, delle fluttuazioni strutturali e delle dinamiche intramolecolari in proteine; studio delle proprietà spettroscopiche e strutturali di polimeri e polipeptidi fotocromici; studio dell'effetto della radiazione ultravioletta sulla sostanza organica disciolta in mare e sull'attività fotosintentica ed il fotocomportamento del fitoplankton; elaborazione ed applicazioni dei metodi d'analisi di sistemi non lineari; studio del ciclo biogeochimico di metalli pesanti in tracce, con particolare attenzione alla determinazione ed analisi dell'emissione di mercurio nel bacino del Mediterraneo; ideazione, progettazione e realizzazione di strumentazione innovativa per microspettroscopie, microspie ottiche confocali, microscopie a sonda e a forza atomica ed a risonanza magnetica. Per un ulteriore sviluppo e potenziamento di quest'ultima attività, l'Istituto ha anche preparato, in collaborazione con l'Istituto di Fisica Atomica e Molecolare, un progetto per la costituzione di un Polo d'area per la Ricerca e l'Innovazione di Sistemi per Microscopia (PRISM).

Seguendo una tradizione che ha caratterizzato il nostro Istituto sin dal suo nascere, anche i gruppi che non si dedicano allo sviluppo di strumentazione innovativa hanno, in molte occasioni, progettato e realizzato strumentazione specializzata per svolgere al meglio la propria attività di ricerca.

I risultati ottenuti hanno permesso a tutti i gruppi di ricerca dell'Istituto di avere copiosa produzione scientifica pubblicata su riviste internazionali di alto livello e di partecipare, anche con prestigiosi ruoli di coordinamento, a Progetti Europei, Finalizzati, Strategici, dell'Agenzia Spaziale Italiana e di Consorzi.

Numerosi sono i colleghi dell'Istituto che da anni danno il loro autorevole contributo ad associazioni e società scientifiche internazionali ed a consigli scientifici di istituzioni di ricerca, svolgono attività di valutazione di progetti di ricerca nazionali ed internazionali (MURST, Comunità Europea, National Science Foundation, Human Frontier Science Program, per non citare che alcuni degli esempi più significativi) e di articoli scientifici su riviste internazionali, s'impegnano in attività di formazione di giovani ricercatori, come tutori per borse di studio e come relatori sia di tesi di laurea (soprattutto in fisica e biologia) sia di tesi di dottorato (anche per università straniere) e nella organizzazione di scuole e congressi internazionali. È motivo di particolare soddisfazione pensare ai tantissimi giovani che si sono formati nel nostro Istituto e che sono oggi apprezzati studenti di PhD o Post-Doc in importanti laboratori in Europa, negli Stati Uniti e in Giappone.

Quali, tra le linee di ricerca che mi ha citato, sono quelle caratterizzate da maggiore applicabilità?

Ho già accennato che la produzione scientifica dell'Istituto è costituita in primo luogo da risultati che permettono un avanzamento delle conoscenze ed una migliore comprensione dei fenomeni; molti di questi risultati sono poi utilizzabili anche per affrontare e risolvere problemi di tipo applicativo. Penso che questa nostra peculiarità sia un patrimonio culturale da salvaguardare e, mi auguro, potenziare nell'immediato futuro. Sono, infatti, tra quanti considerano qualunque ricerca applicata destinata a perdere potenziale innovativo e ad avere un successo assai breve se non ha alle spalle una solida e vivace ricerca di base.

Naturalmente, in alcuni settori anche i risultati conoscitivi sono di quasi immediata applicabilità. I ricercatori che si dedicano agli studi di biofisica ambientale, ad esempio, hanno sistematicamente svolto attività di consulenza per istituzioni ed enti sia per la valutazione dell'impatto e del danno ambientale sia per la ricerca di soluzioni che non fossero semplici palliativi. L'attività di progettazione e sviluppo di microscopia video-confocale ha tra i suoi obiettivi la realizzazione di prototipi di apparecchiature innovative nella microscopia di interesse clinico e diagnostico. L'Istituto è anche nodo-chiave di una rete della Comunità Europea per il monitoraggio della radiazione solare, per la determinazione quantitativa dell'incremento della penetrazione nell'atmosfera della razione ultravioletta, dovuto alla riduzione dello strato di ozono stratosferico.

Fotociclo in vivo del fotorecettore dell'alga Euglena gracilis, lunghezza circa 10 nm

Prototipo di laboratorio della strumentazione per la microscopia videoconfocale (VCM) studiata, realizzata e brevettata presso l'IB

In altri campi d'intervento dell'Istituto le ricadute di tipo applicativo sono forse meno dirette, ma non per questo meno interessanti: dalla possibilità di progettare sensori per segnali di diversa natura (chimici, luminosi, ambientali) alla già attuale utilizzabilità delle tecniche di spettroscopia di fosforescenza per individuare e caratterizzare le trasformazioni indotte dalle alte pressioni in molecole di interesse biologico e biomedico.

Qual è il rapporto dell'Istituto con la realtà territoriale?

Nonostante le pregevoli iniziative, nate anche in ambito cittadino e regionale (Consorzi, Parchi Tecnologici, Reti), le interazioni fra il mondo produttivo, soprattutto le piccole e medie industrie, e le strutture di ricerca mi sembrano ancora labili e poco feconde.

Penso sia questo un problema assai diffuso nel nostro Paese, come emerse chiaramente anche in occasione del Convegno su "Ricerca scientifica, sviluppo, occupazione", organizzato dall'Istituto un paio d'anni fa. La riluttanza delle strutture di ricerca ad abbandonare attività di ricerca di base per impegnarsi in progetti applicativi mirati al raggiungimento di obiettivi industriali potrebbe essere eliminata da adeguate risorse umane e finanziarie che permettessero il perseguimento contemporaneo dei due obiettivi. Rimarrebbe, comunque, il fatto che il nostro sistema produttivo, in buona parte costituito da industrie a bassa tecnologia, non presta attenzione ed interesse alla possibilità di utilizzare le risorse che il sistema ricerca può mettere a disposizione.

Un ruolo assai importante potrebbe, nel prossimo futuro, essere giocato dalla nostra Area della Ricerca di S. Cataldo, anche con la costituzione di Poli quali il PRISM, cui ho prima accennato.

L'Istituto, da quanto ha detto, è un organo di elevato livello scientifico; quali sono le più significative collaborazioni?

Grazie anche alle convenzioni quadro stipulate dall'Area della Ricerca con queste istituzioni pisane, fittissimi sono i rapporti dell'Istituto con la Scuola Normale Superiore, l'Università e la Scuola di Studi Superiori S. Anna, sia per le collaborazioni scientifiche in atto sia per l'impegno didattico di diversi nostri ricercatori in corsi pre e post-laurea.

Intensa e di antica tradizione, anche grazie alla funzione che per anni ha svolto il Gruppo Nazionale di Cibernetica e Biofisica, è, inoltre, la collaborazione con numerosi altri istituti del CNR.

Oltre che con Dipartimenti di diverse Università italiane (Roma, Parma, Milano, Genova, L'Aquila, Trento, per non citarne che alcune) l'Istituto ha in corso progetti di collaborazione con università ed i stituzioni scientifiche in Europa, negli Stati Uniti, in Egitto, in Giappone ed in Australia.

E il futuro dell'Istituto in vista della ristrutturazione dell'Ente?

Fermo restando che la questione fondamentale è se a questo nostro Paese interessa o no investire in ricerca ed allineare, di conseguenza, gli stanziamenti per la ricerca ai livelli degli altri paesi europei, le bozze dei nuovi Regolamenti del CNR suscitano molte e profonde perplessità e preoccupazioni.

Mi limito ad accennare ad una delle questioni fondamentali: il riassetto della Rete Scientifica. Il nostro Istituto opera sinergicamente con l'Istituto di Cibernetica e Biofisica di Genova e con l'Istituto per le Applicazioni Interdisciplinari della Fisica di Palermo in campi complementari che, seppure non esaustivi di tutta la biofisica, sono comunque tra i fondamenti di una Biofisica moderna e dimensionata nel panorama internazionale. I tre Istituti di Genova, Pisa e Palermo potrebbero quindi convergere verso un Istituto Aggregato Multisede di Biofisica, ed in questo senso sono già state presentate delle proposte alla Presidenza del CNR. Naturalmente l'Ente dovrebbe contestualmente promuovere un adeguato ed armonioso sviluppo dei già esistenti campi d'intervento dei tre Istituti di Genova, Pisa e Palermo e costituire sedi di coordinamento, puramente scientifico, che coinvolgano gruppi di ricerca operanti nella biofisica, sia nell'Università sia nel CNR, ma non afferenti all'Istituto Aggregato di Biofisica.

Rimangono, comunque, da sciogliere nodi di importanza basilare e generale, ma è troppo presto per esprimere giudizi definitivi. Vorrei, però, qui riaffermare che l'autogoverno (che niente ha a che vedere con l'autovalutazione e l'autoreferenzialità) della comunità scientifica del CNR, è la condizione necessaria perché l'attività di ricerca dell'Ente nel suo insieme non perda, ma anzi cresca in creatività, inventiva, produttività e competitività internazionale.