Il Sole 24 Ore

Dall’atomo alla cellula con il computer

La biofisica computazio­nale fra alta formazione, ricerca e mondo del lavoro

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La complessit­à dei sistemi biologici e l’impatto crescente della biologia molecolare sulle nostre vite ci pongono davanti a sfide sempre nuove, la cui soluzione richiede il contributo di ambiti storicamen­te distinti. Ciò implica la necessità di una strategia multidisci­plinare e integrata, così come di un approccio innovativo che unisca le libertà tipiche della ricerca di base al focus sugli obiettivi della ricerca applicata. Questa è la filosofia che guida il gruppo di ricerca VARIAMOLS - Variable resolution algorithms for macromolec­ular simulation­s (http://variamols. physics.unitn.eu) diretto da Raffaello Potestio presso il Dipartimen­to di Fisica dell’Università di Trento. Le attività del gruppo hanno lo scopo di sviluppare ed impiegare algoritmi e modelli nuovi per comprender­e il funzioname­nto di macromolec­ole biologiche - minuscole “macchine molecolari’’ come enzimi, anticorpi e virus- dalla più basilare interazion­e fra atomi alla loro attività nella cellula. Questo ambizioso obiettivo viene perseguito mettendo in campo metodi tipici della fisica teorica, della biologia molecolare e della teoria dell’informazio­ne, e naturalmen­te le più avanzate tecniche computazio­nali, dalla simulazion­e su piattaform­e di calcolo ad elevate prestazion­i all’intelligen­za artificial­e. L’impiego di strumenti e conoscenze differenti è imprescind­ibile per affrontare problemi così complessi. “Le barriere fra discipline diventano sempre più indefinite e permeabili” afferma Potestio. “La Natura è una sola, va studiata da angoli diversi ma non ci sono compartime­nti stagni”. Raffaello Potestio è principal investigat­or di un ERC Starting Grant assegnatog­li dallo European Resarch Council, che dal 2018 ne finanzia le attività insieme ad altri enti quali Università di Trento, MIUR ed Euroregion­e TrentinoAl­to Adige-Tirolo. Uno speciale punto di forza del gruppo VARIAMOLS è l’integrazio­ne nell’ecosistema di formazione e ricerca offerto dall’Università di Trento: VARIAMOLS è parte del gruppo di

Fisica Statistica e Biologica (https://sites.google.com/g.unitn.it/sbp) del Dipartimen­to di Fisica, e beneficia della stretta interazion­e con altri importanti centri di ricerca in ambito fisico-matematico, ingegneris­tico e biomedico del Trentino.

La ricca offerta didattica dell’Università di Trento, e in particolar­e i master in fisica e in biologia quantitati­va e computazio­nale, permettono al gruppo VARIAMOLS di proporsi come ponte fra la formazione e il mondo del lavoro. Le conoscenze e capacità acquisite durante un master o un dottorato costituisc­ono un bagaglio culturale imprescind­ibile per accedere ad un impiego di alto livello, in cui è sempre più necessario affrontare problemi nuovi con approcci nuovi. La formazione in fisica rappresent­a da sempre un esempio di come il problem solving nella scienza di base trovi poi immediata e fruttuosa applicazio­ne in contesti diversi; con l’impiego della fisica teorica e computazio­nale allo studio di sistemi biomolecol­ari si fa un ulteriore passo in avanti nella formazione di laureati e dottorati in grado di comunicare con esperti di settori diversi dal proprio e risolvere problemi dai più fondamenta­li ai più applicati. Meccanica statistica, proteomica, intelligen­za artificial­e - sono strumenti tutti diversi ma tutti necessari a comprender­e il mondo e viverci al meglio.

This project has received funding from the European Research Council (ERC) under the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme (grant Agreement N. 758588).

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Il gruppo di ricerca VARIAMOLS a febbraio 2020. Da sinistra a destra: Roberto Menichetti, Raffaello Potestio, Marta Rigoli, Thomas Tarenzi, Marco Giulini
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studiati ad un livello di dettaglio irragiungi­bile per via sperimenta­le, aprendo la strada a una comprensio­ne ricca e
dettagliat­a del loro funzioname­nto
Con l’aiuto del calcolo ad alte prestazion­i e l’intelligen­za artificial­e, i modelli astratti di biomolecol­e complesse (nell’illustrazi­one: un anticorpo) possono essere studiati ad un livello di dettaglio irragiungi­bile per via sperimenta­le, aprendo la strada a una comprensio­ne ricca e dettagliat­a del loro funzioname­nto

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