Associazione Alzheimer ONLUS logo

Ricerche

Speciale microscopio 4D coglie il movimento delle strutture del DNA, con possibili applicazioni per Alzheimer

Ogni grande struttura, dall'Empire State Building al Golden Gate Bridge, dipende da specifiche proprietà meccaniche per rimanere forte e affidabile. La rigidità di un materiale è di particolare importanza per il mantenimento della solidità e funzionalità di tutto, dagli edifici colossali alle minime strutture di scala nanometrica.

Nelle nanostrutture biologiche, come le reti di DNA, è stato finora difficile misurare la durezza, che è essenziale per le loro proprietà e funzioni. Ma scienziati del California Institute of Technology (Caltech) hanno recentemente messo a punto tecniche per visualizzare il comportamento di nanostrutture biologiche nello spazio e nel tempo, permettendo loro di misurarne direttamente la rigidità e mapparne la variazione all'interno della rete.


Usando gli elettroni nel microscopio, sono stati
tagliati diversi filamenti di DNA dalla pellicola di
carbonio (a sinistra) in modo da raggiungere una
struttura tridimensionale e autoportante al
microscopio 4D (a destra). (Credit: Zewail &
Lorenz/Caltech)


Il nuovo metodo è descritto nell'edizione del 4 Febbraio, dei Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). "Questo tipo di visualizzazione ci sta portando dentro settori delle scienze biologiche mai esplorate prima", dice il premio Nobel Ahmed Zewail, professore Linus Pauling di chimica e professore di fisica al Caltech, coautore dello studio assieme a Ulrich Lorenz, studioso post-dottorato del laboratorio di Zewail. "Stiamo fornendo la metodologia per scoprire -direttamente- la rigidità di una rete biologica con proprietà su scala nanometrica".


Conoscere le proprietà meccaniche delle strutture di DNA è essenziale per creare robuste reti biologiche, tra le altre applicazioni. Secondo Zewail, questo tipo di visualizzazione della biomeccanica nello spazio e nel tempo dovrebbe essere applicabile allo studio di altri nanomateriali biologici, compresi i raggruppamenti di proteine anormali che sono alla base delle malattie come l'Alzheimer e il Parkinson.


Zewail e Lorenz hanno potuto vedere, per la prima volta, il movimento di nanostrutture di DNA nello spazio e nel tempo usando il microscopio elettronico quadridimensionale (4D) sviluppato al Physical Biology Center for Ultrafast Science and Technology del Caltech, diretto da Zewail, che lo ha creato nel 2005 per promuovere la comprensione della fisica fondamentale del comportamento chimico e biologico.


"In natura, il comportamento della materia è determinato dalla sua struttura (la disposizione dei suoi atomi nelle tre dimensioni dello spazio), e dal modo in cui la struttura cambia con il tempo, la quarta dimensione", spiega Zewail. "Se si guarda un cavallo al galoppo al rallentatore, è possibile seguire il tempo dei passi, e si può vedere in dettaglio, per esempio, ciò che ogni gamba sta facendo nel corso del tempo. Quando scendiamo alla scala nanometrica, questa è un'altra storia: abbiamo bisogno di migliorare la risoluzione spaziale del cavallo di un miliardo di volte, per visualizzare ciò che sta accadendo".


Zewail è stato insignito del Premio Nobel 1999 per la Chimica per lo sviluppo della femtochimica, che utilizza impulsi laser ultracorti per osservare le reazioni chimiche fondamentali che si verificano nella scala temporale del femtosecondo (un milionesimo di miliardesimo di secondo). Sebbene la femtochimica possa catturare atomi e molecole in movimento aggiungendo la dimensione temporale, non può mostrare contemporaneamente le dimensioni dello spazio, e quindi la struttura del materiale. Questo è perché utilizza la luce laser con lunghezze d'onda che vanno ben oltre la dimensione di una nanostruttura, rendendo impossibile risolvere e visualizzare dettagli in nanoscala di piccole strutture fisiche come il DNA.


Per superare questo ostacolo importante, il microscopio elettronico 4D impiega un flusso di elettroni singoli che disperdono oggetti e producono un'immagine. Gli elettroni sono accelerati a lunghezze d'onda di picometri, o trillioni (milione di milioni) di metro, consentendo di visualizzare la struttura nello spazio con una risoluzione mille volte superiore a quella di una nanostruttura, e con una risoluzione temporale di femtosecondi o di più. Gli esperimenti riportati in PNAS sono iniziati con una struttura creata tendendo del DNA sopra un foro incorporato in un film sottile di carbonio. Usando gli elettroni nel microscopio, sono stati tagliati diversi filamenti di DNA dalla pellicola di carbonio in modo da ottenere una struttura tridimensionale e autoportante sotto il microscopio 4D.


Successivamente, gli scienziati hanno impiegato il calore del laser per suscitare oscillazioni nella struttura del DNA, che sono state visualizzati mediante gli impulsi elettroni come funzione del tempo, la quarta dimensione. By observing the frequency and amplitude of these oscillations, a direct measure of stiffness was made. La misura diretta della rigidità è stata ottenuta osservando la frequenza e l'ampiezza di queste oscillazioni. "E' stato sorprendente riuscire a farlo con una rete complessa", dice Zewail. "Eppure tagliando e sondando, siamo riusciti ad entrare in una area selettiva della rete e conoscere il suo comportamento e proprietà".


Usando la microscopia elettronica 4D, il gruppo di Zewail ha cominciato a visualizzare i grumi di proteine chiamate amiloidi, che sono considerate protagoniste di molte malattie neurodegenerative
, e stanno continuando lo studio delle proprietà biomeccaniche di queste reti. Egli dice che questa tecnica può potenzialmente essere applicata in termini generali non solo ai gruppi biologici, ma anche nella scienza dei materiali delle nanostrutture.

I finanziamenti per la ricerca delineata nel documento PNAS, sono stati forniti dal National Science Foundation e dall'Ufficio dell'Air Force della ricerca scientifica. Il Physical Biology Center for Ultrafast Science and Technology del Caltech è sostenuto dalla Gordon and Betty Moore Foundation.

 

 

 

EnFlagRead the original English version of this article here.

 

 

***********************
Cosa pensi di questo articolo? Ti è stato utile? Hai rilievi, riserve, integrazioni? Conosci casi o ti è successo qualcosa che lo conferma? o lo smentisce? Puoi usare il modulo dei commenti qui sotto per dire la tua opinione. Che è importante e unica.

 

***********************
Fonte: Materiale del California Institute of Technology. Articolo originale scritto da Katie Neith.

Riferimento:
UJ Lorenz, AH Zewail. Biomechanics of DNA structures visualized by 4D electron microscopy. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2013; DOI: 10.1073/pnas.1300630110.

Pubblicato in Science Daily il 11 Febbraio 2013 - Traduzione di Franco Pellizzari.

Copyright: Tutti i diritti di eventuali testi o marchi citati nell'articolo sono riservati ai rispettivi proprietari.

Liberatoria: Questo articolo non propone terapie o diete; per qualsiasi modifica della propria cura o regime alimentare si consiglia di rivolgersi a un medico o dietologo. Il contenuto non dipende da, nè impegna l'Associazione Alzheimer onlus di Riese Pio X. I siti terzi raggiungibili da eventuali links contenuti nell'articolo e/o dagli annunci pubblicitari proposti da Google sono completamente estranei all'Associazione, il loro accesso e uso è a discrezione dell'utente. Liberatoria completa qui.

Nota: L'articolo potrebbe riferire risultati di ricerche mediche, psicologiche, scientifiche o sportive che riflettono lo stato delle conoscenze raggiunte fino alla data della loro pubblicazione.

Sostieni l'Associazione; una donazione, anche minima, ci aiuterà ad assistere malati e famiglie e continuare ad informarti. Clicca qui a destra:



Annuncio pubblicitario

NOTA! Questo sito utilizza i cookie e tecnologie simili.

Se non si modificano le impostazioni del browser, l'utente accetta. Per saperne di piu'

Approvo

Privacy e sicurezza dati - Informativa ex Art. 13 D. Lgs. 196/03

Gentile visitatore,

l'Associazione tratterà i Tuoi dati personali nel rispetto del D. Lgs. 196/G3 (Codice della privacy), garantendo la riservatezza e la protezione dei dati.

Finalità e modalità del trattamento: I dati personali che volontariamente deciderai di comunicarci, saranno utilizzati esclusivamente per le attività del sito, per la gestione del rapporto associativo e per l'adempimento degli obblighi di legge. I trattamenti dei dati saranno svolti in forma cartacea e mediante computer, con adozione delle misure di sicurezza previste dalla legge. I dati non saranno comunicati a terzi né saranno diffusi.

Dati sensibili: Il trattamento di dati sensibili ex art. 1, lett. d del Codice sarà effettuato nei limiti di cui alle autorizzazioni del Garante n. 2/08 e n. 3/08, e loro successive modifiche.

Diritti dell'interessata/o: Nella qualità di interessato, Ti sono garantiti tutti i diritti specificati all'art. 7 del Codice, tra cui il diritto di chiedere e ottenere l'aggiornamento, la rettificazione o l'integrazione dei dati, la cancellazione, la trasformazione in forma anonima o il blocco dei dati trattati in violazione di legge, e il diritto di opporsi, in tutto o in parte, per motivi legittimi, al trattamento dei dati personali che Ti riguardano.

Titolare del trattamento è l'Associazione di volontariato "Associazione Alzheimer o.n.l.u.s.”, con sede a Riese Pio X – Via Schiavonesca, 13 – telefax 0423 750 324.

Responsabile del trattamento è la segretaria dell’Associazione in carica.

Gestione «cookies»

Un cookie è una breve stringa di testo che il sito web che si sta visitando salva automaticamente sul computer dell'utente. I cookies sono utilizzati dagli amministratori di molti siti web per migliorarne funzionamento ed efficienza e per raccogliere dati sui visitatori.

Il nostro sito non utilizza i cookies per identificare i visitatori, ma per raccogliere informazioni al fine di arricchirne i contenuti e rendere il sito più fruibile.

Come cambiare le impostazioni del browser per la gestione dei cookies

È possibile decidere se permettere ai siti web che vengono visitati di installare i cookies modificando le impostazioni del browser usato per la navigazione. Se hai già visitato il nostro sito, alcuni cookies potrebbero essere già stati impostati automaticamente sul tuo computer. Per sapere come eliminarli, clicca su uno dei link qui di seguito:

Notizie da non perdere

Il girovita può predire il rischio di demenza?

6.11.2019

Il primo studio di coorte su larga scala di questo tipo ha esaminato il legame tra il girovita in...

Pressione bassa potrebbe essere uno dei colpevoli della demenza

2.10.2019

Invecchiando, le persone spesso hanno un declino della funzione cerebrale e spesso si pr...

Ricetta per una vita felice: ingredienti ordinari possono creare lo straordina…

9.09.2019

Se potessi porre ad ogni essere umano sulla Terra una domanda - qual è la ricetta per u...

I dieci psicobiotici di cui hai bisogno per un cervello felice

9.09.2019

Psicobiotici? Cosa sono gli psicobiotici?? Bene, cosa penseresti se io dicessi che la tu...

La nostra identità è definita dal nostro carattere morale

24.06.2019

Ti sei mai chiesto cos'è che ti rende te stesso? Se tutti i tuoi ricordi dovessero svan...

Lavati i denti, posticipa l'Alzheimer: legame diretto tra gengivite e malattia

4.06.2019

Dei ricercatori hanno stabilito che la malattia gengivale (gengivite) ha un ruolo decisi...

LATE: demenza con sintomi simili all'Alzheimer ma con cause diverse

3.05.2019

È stato definito un disturbo cerebrale che imita i sintomi del morbo di Alzheimer (MA)...

Nessuna cura per l'Alzheimer nel corso della mia vita

26.04.2019

La Biogen ha annunciato di recente che sta abbandonando l'aducanumab, il suo farmaco in ...

Il caregiving non fa male alla salute come si pensava, dice uno studio

11.04.2019

Per decenni, gli studi nelle riviste di ricerca e la stampa popolare hanno riferito che ...

Sciogliere il Nodo Gordiano: nuove speranze nella lotta alle neurodegenerazion…

28.03.2019

Con un grande passo avanti verso la ricerca di un trattamento efficace per le malattie n...

Stimolazione dell'onda cerebrale può migliorare i sintomi di Alzheimer

15.03.2019

Esponendo i topi a una combinazione unica di luce e suono, i neuroscienziati del Massach...

Scoperto nuovo colpevole del declino cognitivo nell'Alzheimer

7.02.2019

È noto da tempo che i pazienti con morbo di Alzheimer (MA) hanno anomalie nella vasta r...

Districare la tau: ricercatori trovano 'obiettivo maneggiabile' per curare l'A…

30.01.2019

L'accumulo di placche di amiloide beta (Aβ) e grovigli di una proteina chiamata tau nel...

Dott. Perlmutter: Sì, l'Alzheimer può essere invertito!

6.12.2018

Sono spesso citato affermare che non esiste un approccio farmaceutico che abbia un'effic...

'Evitare l'Alzheimer potrebbe essere più facile di quanto pensi'

16.11.2018

Hai l'insulino-resistenza? Se non lo sai, non sei sola/o. Questa è forse la domanda pi...

Nuove case di cura: 'dall'assistenza fisica, al benessere emotivo'

5.11.2018

Helen Gosling, responsabile delle operazioni della Kingsley Healthcare, con sede a Suffo...

Marito riferisce un miglioramento 'miracoloso' della moglie con Alzheimer

28.09.2018

Una donna di Waikato (Nuova Zelanda) potrebbe essere la prima persona al mondo a miglior...

L'esercizio fisico genera nuovi neuroni cerebrali e migliora la cognizione nel…

10.09.2018

Uno studio condotto dal team di ricerca del Massachusetts General Hospital (MGH) ha scop...

Ecco perché alcune persone con marcatori cerebrali di Alzheimer non hanno dem…

17.08.2018

Un nuovo studio condotto all'Università del Texas di Galveston ha scoperto perché alcu...

3 modi per trasformare l'auto-critica in auto-compassione

14.08.2018

Hai mai sentito una vocina parlare nella tua testa, riempiendoti di insicurezza? Forse l...

Il 'Big Bang' dell'Alzheimer: focus sulla tau mortale che cambia forma

11.07.2018

Degli scienziati hanno scoperto un "Big Bang" del morbo di Alzheimer (MA) - il punto pre...

36 abitudini quotidiane che riducono il rischio di Alzheimer

2.07.2018

Sapevi che mangiare carne alla griglia potrebbe aumentare il rischio di demenza? O che s...

Molecola 'anticongelante' può impedire all'amiloide di formare placche

27.06.2018

La chiave per migliorare i trattamenti per le lesioni e le malattie cerebrali può essere nelle m...

Capire l'origine dell'Alzheimer, cercare una cura

30.05.2018

Dopo un decennio di lavoro, un team guidato dal dott. Gilbert Bernier, ricercatore di H...

Scoperto perché l'APOE4 favorisce l'Alzheimer e come neutralizzarlo

10.04.2018

Usando cellule di cervello umano, scienziati dei Gladstone Institutes hanno sco...

Demenza: mantenere vive le amicizie quando i ricordi svaniscono

16.01.2018

C'è una parola che si sente spesso quando si parla con le famiglie di persone con demen...

Un segnale precoce di Alzheimer potrebbe salvarti la mente

9.01.2018

L'Alzheimer è una malattia che ruba più dei tuoi ricordi ... ruba la tua capacità di ...

Ritmi cerebrali non sincronizzati nel sonno fanno dimenticare gli anziani

18.12.2017

Come l'oscillazione della racchetta da tennis durante il lancio della palla per servire un ac...

I possibili collegamenti tra sonno e demenza evidenziati dagli studi

24.11.2017

Caro Dottore: leggo che non dormire abbastanza può aumentare il rischio di ...

Chiarito il meccanismo che porta all'Alzheimer e come fermarlo

30.08.2017

Nel cervello delle persone con Alzheimer ci sono depositi anomali di proteine ​​amiloide-beta...

Scienziati dicono che si possono recuperare i 'ricordi persi' per l'Alzheimer

4.08.2017

Dei ricordi dimenticati sono stati risvegliati nei topi con Alzheimer, suggerendo che la...

Alzheimer, Parkinson e Huntington condividono una caratteristica cruciale

26.05.2017

Uno studio eseguito alla Loyola University di Chicago ha scoperto che delle proteine ​...

Immagini mai viste prima delle prime fasi dell'Alzheimer

14.03.2017

I ricercatori dell'Università di Lund in Svezia, hanno utilizzato il sincrotrone MAX IV...

Studio dimostra il ruolo dei batteri intestinali nelle neurodegenerazioni

7.10.2016

L'Alzheimer (AD), il Parkinson (PD) e la sclerosi laterale amiotrofica (SLA) sono tutte ...

Il Protocollo Bredesen: si può invertire la perdita di memoria dell'Alzheimer…

16.06.2016

I risultati della risonanza magnetica quantitativa e i test neuropsicologici hanno dimostrato dei...

Alzheimer e le sue proteine: bisogna essere in due per ballare il tango

21.04.2016

Per anni, i neuroscienziati si sono chiesti come fanno le due proteine ​​anomale ami...

Scoperto il punto esatto del cervello dove nasce l'Alzheimer: non è l'ippocam…

17.02.2016

Una regione cruciale ma vulnerabile del cervello sembra essere il primo posto colpito da...

10 cose da non fare con i malati di Alzheimer

10.12.2015

Mio padre aveva l'Alzheimer.

Vederlo svanire è stata una delle esperienze più difficili...

Vecchio farmaco per l'artrite reumatoide suscita speranze come cura per l'Alzh…

22.09.2015

Scienziati dei Gladstone Institutes hanno scoperto che il salsalato, un farmaco usato per trattar...

La consapevolezza di perdere la memoria può svanire 2-3 anni prima della comp…

27.08.2015

Le persone che svilupperanno una demenza possono cominciare a perdere la consapevolezza dei propr...

Con l'età cala drasticamente la capacità del cervello di eliminare le protei…

31.07.2015

Il fattore di rischio più grande per l'Alzheimer è l'avanzare degli anni. Dopo i 65, il rischio...

L'esercizio fisico dà benefici cognitivi ai pazienti di Alzheimer

29.06.2015

Nel primo studio di questo tipo mai effettuato, dei ricercatori danesi hanno dimostrato che l'ese...

I ricordi più belli e appassionati sono i primi a sparire nell'Alzheimer

17.06.2015

Ricercatori della Johns Hopkins University hanno pubblicato un nuovo studio questa settimana sugl...

Ricercatori del MIT recuperano con la luce i ricordi 'persi'

29.05.2015

I ricordi che sono stati "persi" a causa di un'amnesia possono essere richiamati attivando le cel...

Trovato legame tra amiloide-beta e tau: è ora possibile una cura per l'Alzhei…

27.04.2015

Dei ricercatori hanno assodato come sono collegate delle proteine che hanno un ruolo chiave nell...

Le cellule immunitarie sono un alleato, non un nemico, nella lotta all'Alzheim…

30.01.2015

L'amiloide-beta è una proteina appiccicosa che si aggrega e forma picc...

I ricordi perduti potrebbero essere ripristinati: speranza per l'Alzheimer

21.12.2014

Una nuova ricerca effettuata alla University of California di ...

Colpi in testa rompono i 'camion della spazzatura' del cervello accelerando la…

5.12.2014

Un nuovo studio uscito ieri sul Journal of Neuroscience dimost...

Riprogrammare «cellule di supporto» in neuroni per riparare il cervello adul…

21.11.2014

La porzione del cervello adulto responsabile del pensiero complesso, la corteccia cerebrale, non ...

Smontata teoria prevalente sull'Alzheimer: dipende dalla Tau, non dall'Amiloid…

2.11.2014

Una nuova ricerca che altera drasticamente la teoria prevalente sull'or...

Preoccupazione, gelosia e malumore alzano rischio di Alzheimer per le donne

6.10.2014

Le donne che sono ansiose, gelose o di cattivo umore e angustiate in me...

Invertita per la prima volta la perdita di memoria associata all'Alzheimer

1.10.2014

La paziente uno aveva avuto due anni di perdita progressiva di memoria...

Rivelato nuovo percorso che contribuisce all'Alzheimer ... oppure al cancro

21.09.2014

Ricercatori del campus di Jacksonville della Mayo Clinic hanno scoperto...