"Microscopi virtuali" liberamente accessibili, grazie al contributo dell'USI

Le simulazioni di dinamica molecolare rappresentano sempre più un pilastro portante della moderna ricerca scientifica, grazie alla loro unica capacità di descrivere in dettaglio gli aspetti fondamentali di sistemi complessi. Non a caso oggi si parla delle simulazioni molecolari come di un “microscopio virtuale” dal quale ammirare e valutare i processi biologici e verificare attraverso “saggi computazionali” innovative ipotesi di ricerca sulle quali poter progettare esperimenti mirati. Tutto ciò è stato possibile grazie al costante miglioramento delle tecniche computazionali che ha riguardato sia lo sviluppo di algoritmi sempre più performanti ed accurati che la crescita esponenziale delle risorse di calcolo. Il Prof. Vittorio Limongelli ed il Prof. Michele Parrinello dell’Istituto di scienza computazionale dell’USI (ICS), insieme ad altri colleghi membri del Plumed consortium, hanno recentemente pubblicato su Nature Methods “PLUMED-NEST” (www.nature.com/articles/s41592-019-0506-8), il primo archivio in cui sono liberamente accessibili protocolli e modelli di questi “saggi” al microscopio virtuale.

Tale progetto si basa su una tecnologia originariamente sviluppata all’USI e ora diffusa in tutto il mondo. Accedendo gratuitamente al sito di PLUMED-NEST i ricercatori di tutto il mondo potranno apprendere dei nuovi metodi e protocolli computazionali sviluppati nel campo delle simulazioni di dinamica molecolare. Non solo sarà possibile aver accesso agli algoritmi, ma gli utenti potranno scaricare i file di input e i dati necessari per riprodurre i risultati pubblicati su riviste scientifiche internazionali peer-reviewed di alto impatto nel campo della chimica, fisica, scienza dei materiali e biologia.

Il gruppo del Prof. Limongelli ha contribuito depositando nel PLUMED-NEST il protocollo della “Funnel-Metadynamics”, tecnica innovativa per studiare il riconoscimento molecolare di un farmaco da parte del suo “bersaglio” (target) molecolare, e della “Coarse-Grained MetaDynamics”, metodo impiegato per studiare le interazioni tra proteine nel loro ambiente biologico.

Secondo il Prof. Vittorio Limongelli “PLUMED-NEST rappresenta un cambio di paradigma e un messaggio di fondamentale importanza per tutta la comunità scientifica, dove la trasparenza e la condivisione del sapere rappresentano condizioni imprescindibili per favorire il progresso. PLUMED-NEST avrà un impatto determinante sulla ricerca nel campo delle simulazioni molecolari rendendo ancor più rapido lo sviluppo e la diffusione delle tecniche computazionali già nel breve ma soprattutto nel medio/lungo periodo”.

>> Leggi in allegato l'articolo divulgativo di EU Research (in inglese)

Una ricerca di valore e un ruolo nel panorama internazionale

Il contributo alla nascita di “PLUMED-NEST” conferma il valore della ricerca scientifica che da anni l’USI porta avanti nelle simulazioni applicate alle scienze naturali e alle scienze della vita. Un’ulteriore attestazione del ruolo che l’Università e in particolare il suo Istituto di scienza computazionale stanno sempre più ricoprendo in questo campo è rappresentato dalla prima edizione della scuola per ricercatori “BioInformatics meets BioSimulations in protein and DNA studies: from theory to practice”, che si è tenuta all’USI dal 5 al 12 ottobre 2019.

Per la prima volta esperti di livello internazionale negli ambiti della bioinformatica e delle biosimulazioni si sono trovati assieme per favorire il dialogo interdisciplinare e formare giovani scienziati, con attenzione particolare agli studi sulle proteine e sul DNA e alle loro applicazioni.

Il programma ha ricevuto sostegno da CECAM, Novartis, Hasler Stiftung e da altri attori del settore delle scienze della vita ed è organizzato dal Prof. Vittorio Limongelli (Facoltà di scienze biomediche e Istituto di scienza computazionale), dal Prof. Daniele Di Marino (Università di Ancona) e dal Dr. Francesco S. Di Leva (Università di Napoli).

>> Ulteriori spunti nell'intervista di Ticinoscienza al link riportato a margine.