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TESSILE, BIOMEDICINA E |
I SETTORI PORTANTI DELLE MACROMOLECOLE |
Come
č ormai noto, la riforma del CNR prevede, tra l'altro, la razionalizzazione
della rete degli organi di ricerca il cui numero viene ridotto ricorrendo ad
accorpamenti di istituti e centri.
Dalla fusione di tre istituti, nella fattispecie l'Istituto di Studi Chimico-Fisici di Macromolecole Sintetiche e Naturali di Genova; l'Istituto di Ricerche e Sperimentazione Laniera "O. Rivetti" di Biella; l'Istituto di Chimica delle Macromolecole di Milano, č nato il nuovo Istituto per lo Studio delle Macromolecole (ISM). La struttura ha sede a Milano ed ha due sezioni a Biella e Genova e lo statuto prevede che svolga attivitā di ricerca relativa alle seguenti tematiche: "Catalisi di polimerizzazione, sintesi, funzionalizzazione e modifica di polimeri per lo sviluppo sostenibile", "Miglioramento e sviluppo di materiali polimerici di origine naturale e biocompatibili", Materiali polimerici per tecnologie avanzate", "Macromolecole biologiche: chimica-fisica, modellistica e applicazioni biotecnologiche".
Angelo Perico: miglioriamo la qualità dei
pneumatici ma studiamo anche il processo infettivo dell'HIV
Direttore dell'Istituto di Studi Chimico-Fisici
di Macromolecole Sintetiche e Naturali (GE)
Qual è la storia dell'Istituto e quale tipo di rapporto esiste con le altre sezioni del "macroistituto"?
L'Istituto di Studi Chimico-Fisici di Macromolecole Sintetiche e Naturali (IMAG) nasce nel 1994 dalla trasformazione dell'omonimo Centro con sede presso l'Istituto di Chimica Industriale di Genova e formato storicamente da due distinti gruppi misti di ricercatori dell'università e del CNR. Il primo gruppo costituiva originariamente una sezione del Centro Nazionale di Chimica delle Macromolecole diretta dal premio Nobel per la Chimica Giulio Natta; il secondo faceva parte del Centro Nazionale Virus Vegetali. Da queste lontane radici deriva l'interesse per ricerche sia su macromolecole sintetiche che naturali.
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ANTICORPI MONOCLONALI ANTI-CHERATINA PER L'IDENTIFICAZIONE DELLE FIBRE ANIMALI |
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Identificare con certezza l'origine delle fibre contenute in un prodotto tessile è un'esigenza prioritaria, a garanzia della qualità e a protezione dei produttori e dei consumatori. Il cashmere infatti è una fibra di lusso, rara e costosa e, quindi, proprio per il suo valore economico, stimola la frode commerciale. L'aumentata concorrenza e la crescente richiesta di questa fibra hanno portato a livelli preoccupanti il fenomeno della sostituzione, nei manufatti tessili, della fibra di cashmere con altre fibre animali (principalmente lana). Tale fenomeno penalizza l'immagine dell'industria tessile nazionale, la più importante esportatrice di prodotti di cashmere nel mondo, industria che deve essere tutelata e protetta dalla concorrenza sleale. Attualmente, l'analisi delle miste di lana con altre fibre animali viene eseguita in laboratori specializzati, dove le fibre vengono identificate sulla base delle loro caratteristiche morfologiche, mediante microscopia ottica o microscopia elettronica a scansione. Il corretto riconoscimento delle singole fibre presenti in un materiale tessile dipende, in larga misura, dall'esperienza dell'operatore; risulta perciò evidente l'importanza di sviluppare studi su metodi di identificazione alternativi, al fine di migliorare l'obiettività e la riproducibilità dei risultati. A tale riguardo è in corso al CNR la ricerca di una nuova metodologia analitica, che sfrutta la possibilità di utilizzare tecniche immunologiche, basate su anticorpi monoclonali specie-specifici, per identificare le fibre provenienti da differenti specie animali. Gli anticorpi monoclonali sono in grado di riconoscere unicamente una corta sequenza di aminoacidi (epitopi) in una data proteina e, per questo, possono rappresentare un mezzo obiettivo per identificare piccole differenze nella struttura primaria di varianti proteiche isolate da mammiferi diversi. L'idea è alla base di uno dei progetti del nuovo ISMAC e coinvolge competenze dell'Istituto di Ricerche e Sperimentazione Laniera di Biella (IRSL) e dell'Istituto di Studi Chimico-Fisici di Macromolecole Sintetiche e Naturali di Genova (IMAG). Per quello che riguarda la metodologia di preparazione degli anticorpi monoclonali, tale progetto verrà sviluppato grazie alla collaborazione con ricercatori dell'Istituto Nazionale per la Ricerca sul Cancro di Genova (Dr.ssa Paola Barboro e Dr.ssa Cecilia Balbi) e grazie alla possibilità di usufruire dello stabulario dello stesso Istituto, situato all'interno del CBA (Centro di Biotecnologie Avanzate) di Genova. L'approccio al problema dell'identificazione delle fibre animali è originale ed ha trovato uno sponsor di prestigio: il Cashmere & Camel Hair Manufacturer Institute (CCMI) di Boston (Massachusetts), che finanzierà parte del progetto CNR. Giorgio Mazzuchetti |
| TESTIMONIANZA |
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The project undertaken by the CNR Laboratories and partially supported by the Cashmere and Camel Hair Manufacturers Institute has the potential to create an important new tool for the identification and distinction of animal fibers such as cashmere and wool. The improvement of fiber analysis technique is central to the mission of the CCMI. As the world's foremost association of processors of cashmere and camel hair, the Institute is vitally interested in the integrity of the labeling of these products. We believe the CNR project has the potential for an important breakthrough in this field and we welcome the cooperation between our institutes. Karl Spilhaus |
I rapporti con gli altri due organi che formano il nuovo Istituto per lo Studio delle Macromolecole hanno natura diversa: mentre, infatti, la collaborazione con l'Istituto di Chimica delle Macromolecole (ICM) di Milano è consolidata ed ha le sue basi nella comune origine e matrice culturale nella scienza dei polimeri, nel caso dell'Istituto di Ricerche e Sperimentazione Laniera (IRSL) di Biella non esistevano prima occasioni di ricerche comuni. Devo però dire che i contatti si sono rivelati proficui ed hanno già portato all'avvio di progetti comuni di rilievo internazionale ed applicativo. L'Istituto di Biella è senza dubbio più orientato alla soluzione di problemi di tipo tecnologico ed ingegneristico nel settore delle fibre e dei tessuti, mentre l'IMAG ha prevalentemente competenze di tipo chimico-fisico macromolecolare.
Al momento della fusione delle tre strutture si è avviata una convergenza su linee generali trasversali ai tre Istituti per valorizzare con possibili interazioni le numerose competenze complementari.
L'impostazione si è rivelata produttiva, come dimostra l'avvio di un progetto internazionale che vede la partecipazione congiunta di IMAG e IRSL su contratto finanziato dal CCMI (Cashmere & Camel Hair Manufacturers Institute di Boston, Usa) dal titolo "Anti Keratin Monoclonal Antibodies as a Tool for Distinguishing Fine Animal Hairs". Il progetto si propone di mettere a punto un metodo basato su tecniche immunologiche per distinguere le varie fibre da pelo animale in tessuti, in modo da poter controllare la qualità del prodotto. Il metodo si basa sulla ricerca e produzione di anticorpi monoclonali specifici in grado di riconoscere, ad esempio, la fibra del cashmere dalla composizione della catena della sua molecola.
Dalla collaborazione, questa volta di tutte e tre le sezioni che formano il nuovo Istituto, è nato un progetto comune per recuperare fibre animali poco pregiate come la lana italiana, che è stata oramai sostituita dalla produzione australiana e neozelandese, o le polveri da gasatura della seta per trasformarle, modificarle o miscelarle a polimeri sintetici, allo scopo di ottenere fibre con proprietà innovative e tecnofibre.
Quali sono le competenze che l'IMAG mette a disposizione della nuova struttura?
Le competenze dell'Istituto sono relative alla chimica, fisica, biologia nella scienza delle macromolecole, alla caratterizzazione e modellazione di materiali polimerici e all'analisi della relazione tra struttura, conformazione, dinamica e funzione biologica delle proteine e degli acidi nucleici.
Le linee di ricerca sono quattro. La prima linea "Sintesi, struttura e proprietà di nuovi materiali polimerici" prevede la progettazione di polimeri per scopi specifici. Ad esempio, i nostri laboratori sintetizzano e studiano poliacetileni sostituiti, utilizzabili per la realizzazione di membrane per la separazione di gas o polimeri con proprietà liquido cristalline. Lo stesso gruppo si occupa, inoltre, della caratterizzazione di sistemi polimerici complessi; in particolare, è in atto da tempo una collaborazione con la Pirelli che, attualmente, coinvolge attraverso un Progetto Finalizzato anche il contributo di alcune università italiane e dell'Istituto di Milano e mira alla costruzione di un modello del comportamento viscoelastico di pneumatici caricati con silice anziché con carbone. Il nostro contributo consiste nel fornire un'analisi morfologica dell'interazione elastomero-carica usando la microscopia elettronica a trasmissione e l'analisi d'immagine. Vorrei ancora ricordare un'interessante collaborazione con la Montell di Ferrara, attraverso un progetto nazionale MURST legge 95/95, che coinvolge anche l'Istituto di Milano, per migliorare la qualità del materiale utilizzato per l'imballaggio flessibile alimentare.
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| dry box - camera a guanti lavorazione chimica in ambiente inerte |
La seconda linea "Modelli di dinamica molecolare" si dedica alla parte teorica della ricerca polimerica elaborando modelli molecolari di polimeri in soluzione o nel fuso. Tali modelli consentono di controllare le proprietà dei materiali che vengono caratterizzati e lavorati a livello di soluzione o nel fuso. Modelli dinamici a livello microscopico consentono di comprendere il ruolo della dinamica nella funzione biologica di proteine ed acidi nucleici e di dare una descrizione più aderente alla realtà del riconoscimento molecolare, ad esempio tra proteine e DNA. È in corso di completamento la prima teoria generale microscopica del rilassamento NMR e della dinamica locale in soluzione sia di polimeri sintetici sia di macromolecole biologiche. Con questi metodi si sta affrontando lo studio di un frammento (stem-loop SL1) del RNA genomico del retrovirus HIV-1 umano, la cui dinamica ha un ruolo importante per un'efficiente dimerizzazione, punto cruciale del processo infettivo. Questa ricerca si svolge in collaborazione con il CNRS francese e con il Centre de Biophysique Moléculaire di Orléans.
MICROSCOPIO
ELETTRONICO
A TRASMISSIONE (TEM) ZEISS LEO EM
900
La terza linea di ricerca "Organizzazione della cromatina in interfase" studia appunto la cromatina, complesso formato dal DNA e da una serie di proteine e organizzato strutturalmente all'interno del nucleo degli eucarioti, tema questo di enorme impatto sia a livello fondamentale che applicato. Di notevole interesse qui è la collaborazione pluriennale, organizzata in un'apposita convenzione, con l'Istituto Tumori di Genova che utilizza l'analisi superstrutturale della cromatina per prevedere la differenziazione e la conseguente insorgenza del tumore.
L'ultima linea di ricerca,"Termodinamica di processi biochimici coinvolgenti proteine" studia la stabilità della funzione degli enzimi, proteine che svolgono funzioni diverse. In particolare si stanno conducendo ricerche relative alla cellulasi, enzima che interagisce tra l'altro con la cellulosa trasformandola in zuccheri, studi che costituiscono due progetti europei nel settore biotecnologico.
In che modo, pensa, influirà la fusione sull'attività di ricerca? Ritiene che alcune linee verranno potenziate ed altre eliminate?
Come ho già sottolineato, molte delle nostre competenze sono complementari. Maggiori sovrapposizioni esistono tra noi e l'Istituto di Milano, tuttavia l'IMAG ha, rispetto all'ICM, una maggiore caratterizzazione biologica. Proprio la comune formazione culturale accompagnata da significative complementarità dovrebbe dare nel nuovo Istituto la possibilità di affrontare progetti nazionali ed internazionali su scala più vasta. È possibile in futuro che a Genova si dedichi una maggiore attenzione alle proprietà fisiche e di trasformazione dei materiali polimerici ed alla loro modellazione molecolare, rispetto ad una maggiore specializzazione nella sintesi e nello studio dei catalizzatori che verrà portata avanti a Milano. È importante, inoltre, sottolineare come i due organi di Milano e Genova siano dotati entrambi di grandi apparecchiature, ma di tipo diverso: l'ICM è dotato di un centro di eccellenza di Risonanza Magnetica Nucleare, mentre l'IMAG di un centro di eccellenza di Microscopia Elettronica; queste apparecchiature potrebbero essere ulteriormente differenziate e potenziate. L'ISM, aggiungendo all'Istituto specializzato di Biella le competenze chimico fisiche degli Istituti di Milano e Genova, può portare la ricerca italiana a quel salto di qualità nel settore delle fibre tessili, sia naturali che sintetiche, ritenuto necessario per l'importanza del relativo comparto industriale italiano. Penso che le competenze presenti nella nuova struttura siano vaste e che coprano aspetti fondamentali della chimica e fisica delle macromolecole. Ritengo, inoltre, che tutti gli organi e quindi l'Istituto nel suo complesso, opportunamente potenziato, siano capaci di adattarsi senza alcuna difficoltà sia all'evolversi della ricerca internazionale nel settore macromolecolare e delle fibre sia alla domanda che proviene dall'industria.
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