Sapere Scienza

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Molecole in azione

19 Novembre 2019 di 

Il nostro corpo si muove grazie ai muscoli e i muscoli sono fatti di molecole. Quindi il movimento di un muscolo è dovuto al movimento delle molecole che lo formano, azionate in risposta agli stimoli del nostro cervello. In generale, solo alcune molecole sono capaci di convertire uno stimolo in un’azione e ciò le rende speciali, tanto da avere un ruolo di primo piano negli organismi viventi. Persino il nostro corpo può essere interpretato come un insieme di congegni molecolari molto sofisticati, selezionati e raffinati nel tempo dall’evoluzione.

Cercando di imparare dalla natura, i chimici hanno iniziato a creare dei prototipi artificiali proprio di questi sistemi molecolari. E così anch’io studio questi congegni interamente sintetici, nel corso del mio dottorato in Chimica all’Università di Bologna. Più nello specifico, il team di chimici di cui faccio parte è riuscito recentemente a far transitare una molecola attraverso la cavità di un anello molecolare, lungo una direzione preferenziale, usando come fonte di energia la luce. Questa operazione è davvero simile a quella che si svolge nella parete di molte cellule, comprese le nostre, dove veri e propri canali regolano il trasferimento forzato, o pompaggio, di svariate molecole attraverso la membrana. Nel sistema al quale mi sono dedicato nell’ultimo anno, la molecola “riconosce” il canale e si posiziona al suo interno; la luce fa avvenire il transito, che continua a ripetersi autonomamente. Il sistema è quindi allo stesso tempo autoassemblante e capace di svolgere la sua funzione automaticamente: due caratteristiche presenti in natura, che finora nessuno era riuscito a combinare nello stesso sistema. Grazie a questi pregi, il lavoro ha raggiunto la copertina di Nature Nanotechnology, una delle più prestigiose riviste scientifiche al mondo.

Questo risultato è l’ultimo di una lunga serie cominciata molti anni fa e destinata a continuare: forse un giorno noi – o altri – riusciremo a migliorare il sistema attuale, fino a ottenere una pompa molecolare che possa essere utilizzata in un corpo umano a scopo medico. Ma nel perseguire questi obiettivi, il risultato forse più importante è che stiamo imparando una chimica nuova e inesplorata, che potrebbe riservare le sorprese migliori anche in campi apparentemente distanti. In fin dei conti una macchina molecolare azionata dalla luce converte l’energia luminosa in energia chimica, lo stesso tipo di trasformazione che avviene nelle foglie durante la fotosintesi. Non è sbagliato, quindi, pensare che questo settore della scienza possa contribuire a superare i problemi energetici del mondo moderno. Le risposte ad alcuni grandi quesiti si trovano anche nel lavoro quotidiano di giovani dottorandi.

 

Giulio Ragazzon

Giulio è dottorando in Chimica all’Università di Bologna e si occupa di congegni molecolari azionati da stimoli luminosi, elettrici o chimici.

copertina   marzo-aprile 2022

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