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Hi Tech e Ricerca

Il catalogo più ricco dei batteri del corpo umano: oltre 150 mila

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Il più ricco catalogo di batteri e archeobatteri umani mai compilato finora e l’individuazione di molte specie microbiche intestinali e orali comuni nella popolazione mondiale ma finora mai osservate.

Sono i risultati principali del lavoro di ricerca, coordinato da Nicola Segata e Edoardo Pasolli del Laboratorio di Metagenomica computazionale dell’Università di Trento, che sarà pubblicato online il prossimo 17 gennaio 2019 sulla rivista scientifica “Cell”.

Segata dichiara: «Abbiamo individuato e catalogato geneticamente un grande numero di batteri e archeobatteri che costituiscono il microbioma umano, ma che finora non erano mai stati analizzati o descritti. Questo permette ora di caratterizzare una frazione sostanziale del microbioma che era rimasta finora “nascosta”. Abbiamo anche osservato molti microrganismi presenti prevalentemente in popolazioni non occidentalizzate e che in occidente sono solo raramente identificati. Probabilmente questo è una conseguenza del complesso processo di industrializzazione».

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Anche i batteri, dunque, come altre forme viventi, evolvono e vengono selezionati con il cambiare dell’ambiente, dell’alimentazione e dello stile di vita e in alcuni casi rischiano di estinguersi.

Il team di ricerca si è messo sulle tracce di alcuni di essi.

Lo studio è un intreccio di genomica, microbiologia e big data.

Per oltre due anni ha coinvolto ricercatori e ricercatrici del Dipartimento Cibio dell’Università di Trento assieme a studenti e studentesse della laurea magistrale in Quantitative and Computational Biology dell’Ateneo.

Ed è frutto di una collaborazione internazionale nella quale hanno avuto un ruolo rilevante docenti di Harvard che studiano popolazioni non occidentalizzate del Madagascar.

Nicola Segata nelle sue ricerche si occupa del microbioma umano. Spiega: «È quell’insieme di batteri, virus, funghi e parassiti che si trovano in particolare nell’intestino, nella bocca, sulla pelle e nell’apparato genitale. Il microbioma, con cui le cellule umane vivono in simbiosi, svolge funzioni cruciali per il corpo, dal metabolismo all’attività sull’asse intestino-cervello, dalla protezione diretta contro organismi patogeni alla regolazione del sistema immunitario. Si è dimostrato che il microbioma ha un ruolo nell’insorgenza di alcuni tumori e nel successo della immunoterapia contro il cancro».

L’approccio suo e del suo team allo studio del microbioma si chiama metagenomica computazionale: studiano il microbioma analizzando il suo contenuto genetico. Da una goccia di saliva, tampone cutaneo o grammo di feci estraggono il DNA di tutti i microrganismi presenti, lo sequenziano con le macchine ad alta precisione di cui è dotata l’Università di Trento. Con speciali super-computer analizzano poi il DNA sequenziato per ricostruire composizione e dinamiche del microbioma.

Segata entra nel dettaglio della ricerca: «Con questo studio che è frutto del lavoro di tutto il team multidisciplinare a CIBIO che comprende microbiologi, statistici, e informatici, abbiamo individuato quasi 5 mila specie che catalogano gli oltre 154 mila genomi ricostruiti e descrivono il microbioma umano al variare di età, distretto corporeo, dieta, malattia. Ogni individuo possiede fino a diverse centinaia di queste specie. Una grossa frazione di queste 5 mila specie (il 77%) erano precedentemente sconosciute. Alcune di queste specie sono molto prevalenti nella popolazione e la loro scoperta è la base di partenza per poter testare il loro ruolo in malattie autoimmuni, gastro-intestinali, e oncologiche. Per arrivare a questi risultati abbiamo analizzato una mole di dati estremamente grande e diversificata per provenienza geografica, stile di vita, età. In tutto abbiamo analizzato 9428 campioni da tutti i continenti».

E sulla scoperta e analisi di uno di questi batteri precisa: «La specie sconosciuta più comune, che abbiamo chiamato “Cibiobacter qucibialis”, è il settimo organismo intestinale più prevalente nella popolazione e l’abbiamo individuata ricostruendo più di 1800 genomi. Questa specie potrà essere di grande importanza per la comprensione delle funzioni del microbioma umano e come sfruttarlo in biomedicina».

Infine un approfondimento sulle differenze tra popolazioni: «Ci siamo soffermati sulle popolazioni non occidentalizzate che non hanno cioè accesso alle diete ad alto contenuto di grassi, agli antibiotici e altri medicinali e sottoposte a condizioni igieniche differenti. Molti nuovi microrganismi scoperti nelle popolazioni non occidentalizzate tendono a non essere più identificabili nelle nostre popolazioni occidentali. Il lavoro ha quindi posto i presupposti per studiare queste specie e capire se possano essere legate all’aumento di malattie autoimmuni, allergie e malattie complesse del mondo occidentale. Pensiamo anche che sia necessario cercare di coltivare e conservare queste specie che, in futuro, si potrebbe pensare di provare a reintrodurre nelle popolazioni occidentalizzate».

L’ARTICOLO – L’articolo, pubblicato con il titolo “Extensive unexplored human microbiome diversity revealed by over 150,000 genomes from metagenomes spanning age, geography, and lifestyle” è stato scritto da Nicola Segata con Edoardo Pasolli, Francesco Asnicar, Serena Manara, Moreno Zolfo, Nicolai Karcher, Federica Armanini, Francesco Beghini, Paolo Manghi, Adrian Tett, Paolo Ghensi (Università di Trento) in collaborazione con Maria Carmen Collado (National Research Council, Valencia), Benjamin L. Rice (Harvard University, Cambridge), Xochitl C. Morgan (University of Otago), Christopher Quince (University of Warwick) e con Casey DuLong, Christopher D. Golden e Curtis Huttenhower (Harvard T.H. Chan School of Public Health, Boston e The Broad Institute, Cambridge).

La ricerca è stata finanziata principalmente da due progetti europei: MetaPG (dall’ERC per Nicola Segata) e DiMeTrack (Marie Skłodowska-Curie Actions per Edoardo Pasolli). Il supporto dei finanziamenti europeo è stato fondamentale e ha permesso, tra l’altro, l’accesso open access all’articolo. Tutti i software utilizzati/sviluppati sono Open Source, approccio collaborativo e senza barriere alla ricerca nel quale il laboratorio crede molto.

Studenti e studentesse della laurea magistrale in Quantitative and Computational Biology (QCB) hanno partecipato attivamente a un filone della ricerca durante il corso di Computational Microbial Genomics. Il nome del batterio “Candidatus Cibiobacter qucibialis” deriva appunto dalla combinazione dei nomi del Dipartimento e della laurea magistrale (CIBIO e QCB).

IMMAGINE ILLUSTRATIVA  – L’immagine in allegato rappresenta l’albero della vita degli organismi nel microbioma umano. L’albero filogenetico include cioè tutte le specie che sono state caratterizzate dal microbioma umano e rappresenta la diversità totale del microbioma nelle diverse popolazioni umane e in diverse età, condizioni, e distretti corporei. L’immagine è stata generata da un software open source scritto dagli autori dell’articolo.

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Hi Tech e Ricerca

Il web in rivolta: cancellata la pagina wikipedia di Salvatore Aranzulla

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Salvatore Aranzulla: il divulgatore informatico che da una mano gratuita agli italiani.

È statisticamente impossibile non aver mai incontrato il nome di questo signore navigando nell’infosfera italiana di internet, e la sua risonanza nell’immaginario collettivo è tale da rendere assurda la necessità di dover spiegare chi sia.

Ciononostante, Salvatore Aranzulla non ha più una pagina su Wikipedia Italia, e capire il perché è stato davvero difficile.

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Basta entrare nel suo blog, digitare il problema in cerca di soluzione che è subito trovata grazie alla sua vastissima banca dati.

Si tratta di un sistema a titoli che si aggiorna sulla base delle richieste degli utenti.

Aranzulla è però anche scomodo se la sua pagina in Wikipedia è stata cancellata perché considerato sopravalutato.

È nel corso di 8 anni di lavoro, prima per Virgilio e poi come affiliato de Il Messaggero, che Salvatore Aranzulla ha costruito un impero basato su pratiche di search engine optimization (SEO) sfruttate allo stato dell’arte, risposte alle domande più ricercate dagli utenti italiani di internet e un personaggio piacevolmente conforme all’idea del “tuo amichevole nerd di quartiere”.

Alcuni anni fa però Salvatore tuonò sulla sua pagina Facebook da oltre 330.000 ‘mi piace’, “Amici cari, vi dico solo che concorrenti di bassa lega e rosiconi stanno proponendo l’eliminazione della mia voce da Wikipedia.”.

Cosa che poi infatti dopo alcuni anni si è puntualmente verificata.Ci troviamo di fronte ad un trentenne autodidatta, nato nel 1990 a Caltagirone che a soli 12 anni ha aperto aranzulla.it con soluzioni ai problemi tecnologici che oggi conta su 700 mila contatti giornalieri.

Il suo fatturato annuale è pari a 3 milioni di euro, ha dieci dipendenti, insomma un successo a tutto tondo.

Tutto nasce dal primo computer acquistato nel 2000 a dieci anni e utilizzato da autodidatta quasi forzato perché all’epoca non era facile potersi confrontare con persone competenti.

Al piccolo Aranzulla arrivavano le domande più disparate, tanto che iniziò a dare risposte scritte.

Con l’arrivo di Internet nel 2002, Aranzulla creò il primo spazio dove caricava le risposte, iniziando così a creare un archivio a livello amatoriale.

Ma il sogno svanì con la prima bolletta pari al triplo dello stipendio del padre che prontamente staccò la connessione.

Ma quando si ha la consulenza nel sangue non si conoscono ostacoli e bastava che i genitori si assentassero per qualche ora che il piccolo Aranzulla si ricollegava al web per aggiornare il suo blog.

Nel 2008 furono 300 mila gli italiani che si collegarono al sito.

A quel punto tutto era pronto per dare al blog una veste commerciale che arrivò con i banner pubblicitari che comparivano a fianco degli articoli gratuiti.

Con i primi guadagni Salvatore Aranzulla si trasferì a Milano dove ebbe inizio la sua crescita progressiva.

Per capirci l’affitto e la retta universitaria per frequentare la facoltà di Economia Aziendale e Management alla Bocconi erano pagati col guadagno del sito.

La modalità di aggiornamento del blog è sempre la stessa, ovvero “ il sistema dei titoli” , dalle ricerche online degli utenti si individua l’argomento sul quale scrivere l’articolo che oggi sono arrivati a 10 mila.

Praticamente ci sono risposte semplici per tutti i problemi.

Le domande? Dalle più elementari : come scaricare la musica o come si installa un antivirus a quelle più complesse.

Fino a pochi anni fa il 90% delle domande erano relative a problematiche legate al pc, oggi sostituite dal cellulare.

Alla base del provvedimento c’è una decisione del popolo di Wikipedia secondo il quale l’informatico non rispetta determinati “criteri enciclopedici” .

Il regolamento di Wikipedia si basa su 11  principi a cui una pagina deve sottostare per essere pubblicabile

La pagina di Aranzulla, secondo queste regole, è stata rimossa correttamente.

Essere divulgatore non appare in nessuno dei requisiti essenziali per essere su Wikipedia, così come non è sufficiente avere scritto dei libri.

Intanto Aranzulla, non se la prende più di tanto e su Facebook ironico chiede: «Devo forse andare a Uomini e Donne per potere stare su Wikipedia?»

 

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Forum per la ricerca, si parte venerdì 10 maggio. Ecco i nomi dei 15 esperti

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Inizieranno venerdì 10 maggio i lavori di Trentino Research Habitat: questo il nome dato al “FORUM per la ricerca” istituito dalla Provincia autonoma di Trento lo scorso 12 aprile.

Un percorso articolato in cinque giornate di lavoro, più un incontro pubblico conclusivo, durante le quali, partendo da un’analisi dello stato dell’arte della ricerca trentina, verranno individuate le migliori traiettorie di sviluppo future.

Il documento finale, pronto entro fine luglio, conterrà indicazioni sugli ambiti di ricerca più significativi per lo sviluppo del territorio, evidenziando i filoni in grado di tradursi con maggiore efficacia in fattori di vantaggio competitivo per le imprese e il tessuto economico locale.

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Verranno anche evidenziate le più efficaci forme di intervento pubblico a supporto della ricerca, dell’innovazione e del trasferimento tecnologico.

Il gruppo di lavoro è composto da 15 esperti di livello internazionale coordinati da Emil Abirascid, giornalista ed esperto di innovazione. Organizzazione e gestione operativa del FORUM sono affidate a Trentino Sviluppo. Sede dei lavori la storica Manifattura Tabacchi di Rovereto, tra i più importanti hub italiani dell’innovazione sostenibile.

Fulcro di Trentino Research Habitat, il FORUM per la ricerca, è un gruppo di lavoro composto da 15 membri individuati tra i migliori esperti a livello nazionale ed internazionale in materia di ricerca scientifica, trasferimento tecnologico, trend di mercato.

Otto esperti sono stati individuati dalla stessa Provincia autonoma di Trento, due ciascuno sono espressione dei centri di ricerca pubblici trentini (Università di Trento, Fondazione Bruno Kessler, Fondazione Edmund Mach). Mario Calderini, presidente del Comitato provinciale per la ricerca e l’innovazione, ne fa parte di diritto.

Ecco i loro nomi:

-Emil Abirascid, giornalista, scrive di innovazione per Il Sole 24 Ore, fondatore e direttore del magazine Startupbusiness, scelto quale coordinatore scientifico del FORUM.

-Anna Amati, fondatrice di Meta, piattaforma per l’innovazione orientata allo sviluppo economico e al supporto alle aziende e ai territori, speaker e testimonial nel campo del trasferimento tecnologico.

-Fabio Arpe, banchiere, fondatore e Ceo di Arpe Group, consulente finanziario e d’impresa.

Giulio Buciuni, docente di Imprenditorialità al Trinity College di Dublino, esperto in mentoring per le piccole imprese.

Renato Burri, ingegnere dei materiali, attivo in studi, ricerche e progettazioni nel campo dell’informatica, della fisica, dell’elettronica e dei modelli matematici predittivi.

Mario Calderini, ingegnere meccanico, docente alla School of Management del Politecnico di Milano, presiede l’advisory board su Ricerca Innovazione della Regione Lombardia e il Comitato per la Ricerca e l’Innovazione della Provincia di Trento.

Luigi Crema, fisico, ricercatore di Fondazione Bruno Kessler, responsabile dell’Unità ARES (Applied Research on Energy Systems) del Centro Materiali e Micro sistemi.

Flavio Deflorian, prorettore dell’Università di Trento, ordinario di Scienza e tecnologia dei materiali, esperto in durabilità e protezione dei materiali; Claudio Ioriatti, fitoiatra e direttore del Centro di Trasferimento tecnologico della Fondazione Edmund Mach.

Fabio Massimo Frattale Mascioli, ingegnere elettronico e informatico, professore universitario, esperto di conversione energetica, veicoli elettrici e ibridi, machine learning.

Alessandro Quattrone, ordinario di patologia molecolare all’Università di Trento e direttore del Centro di Biologia Integrata – CIBIO.

-Anna Paola Rizzoli, medico veterinario, esperta di sviluppo sostenibile delle produzioni agroalimentari, direttrice del Centro ricerca e innovazione di Fondazione Edmund Mach.

-Andrea Simoni, ingegnere elettronico, segretario generale di Fondazione Bruno Kessler.

Paolo Traverso, direttore del Centro IT di Fondazione Bruno Kessler.

Enrico Zaninotto, economista, esperto di organizzazione d’impresa, docente di Economia e gestione delle imprese all’Università di Trento.

Il FORUM per la ricerca sarà un percorso articolato in sei giornate di lavoro, a partire da venerdì 10 maggio con l’avvio ufficiale e la visita del gruppo di esperti ai centri di ricerca.

Le altre giornate di lavoro sono programmate per sabato 11 maggio, venerdì 14 e sabato 15 giugno, sabato 22 giugno, mentre il 20 luglio si terrà la giornata conclusiva e di presentazione di quanto emerso durante i lavori.

Il percorso di approfondimento, oltre al contributo diretto degli esperti, prevede anche il coinvolgimento delle categorie economiche, attraverso le associazioni di categoria, di portatori di interessi e delle strutture provinciali più connesse allo sviluppo economico.

Il FORUM prenderà in considerazione alcune delle linee di sviluppo più promettenti della ricerca applicata dei prossimi anni quali l’edilizia sostenibile, le energie rinnovabili, la mobilità pulita, le tecnologie a idrogeno, le biotecnologie, la genetica, l’intelligenza artificiale, la sensoristica, l’elettronica, l’analisi e gestione dei dati, l’Internet of Things, i materiali innovativi, l’agrifood, le neuroscienze e le scienze cognitive.

L’obiettivo è quello di individuare le traiettorie mondiali di sviluppo della ricerca e dell’innovazione, intersecandole con le conoscenze e tecnologie presenti in Trentino e le più efficaci forme di intervento a supporto della ricerca, dell’innovazione e del trasferimento tecnologico.

Il documento finale che uscirà entro luglio 2019 dai lavori del FORUM conterrà indicazioni importanti sugli ambiti di ricerca più significativi per lo sviluppo del territorio provinciale.

Ciò permetterà di concentrare le risorse pubbliche nelle direzioni che appaiono maggiormente convincenti, pur garantendo il necessario e imprescindibile sostegno alle attività di ricerca di base, libera e fondamentale.

Delle evidenze emerse nell’ambito del FORUM si terrà conto nella stesura del nuovo Programma pluriennale della ricerca, principale documento provinciale di programmazione in materia.

In allegato la scheda con una breve presentazione dei 15 esperti che compongono il FORUM per la ricerca – Trentino Research Habitat

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Hi Tech e Ricerca

Energia intelligente: Green Energy Storage si insedia in Progetto Manifattura

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L’energia del futuro sarà sempre più “verde” e ha bisogno di essere immagazzinata.

Green Energy Storage ha siglato con Trentino Sviluppo l’accordo di insediamento in Progetto Manifattura a Rovereto, su una superficie di 650 metri quadrati destinati principalmente alla produzione di batterie a flusso, basate su materiale organico e biodegradabile, destinate a immagazzinare energia anche per periodi molto lunghi, fino a 15 anni.

L’azienda prevede di passare dai 13 dipendenti attuali a 25 collaboratori entro la fine dell’anno. Green Energy Storage detiene alcuni brevetti in esclusiva per l’Europa e si accinge a registrarne altri. Una batteria a flusso da 5 kW, in grado di fornire fino a 10 kWh di energia a un condominio, è un parallelepipedo della dimensione di due metri per uno.

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L’operazione è stata salutata con soddisfazione dall’Assessorato allo Sviluppo economico, ricerca e lavoro della Provincia autonoma di Trento, in quanto chiude un cerchio virtuoso partito dalla ricerca, passato dalla prototipazione e che ora con l’avvio della produzione si appresta ad arrivare sul mercato, con positive ricadute sulla filiera locale e sull’occupazione.

Il meccanismo è semplice. La tecnologia è sofisticata. Il business molto promettente. Perché in futuro, per un pianeta sostenibile, sarà sempre più necessario produrre energia da fonti rinnovabili e non inquinanti. Come il sole e il vento. Ma, trattandosi di fenomeni fisico-atmosferici, sono soggetti a variabili, a picchi e flessioni. L’energia prodotta, quindi, deve poter essere conservata.

Green Energy Storage è nata nel 2015 e in questi giorni ha siglato l’accordo con Trentino Sviluppo per fare il proprio ingresso nell’edificio “Magazzino Botti” di Progetto Manifattura, il polo della green & sport economy di Rovereto. Il 50,6% del capitale sociale appartiene alla Skyres srl, della famiglia Pinto di Roma. Salvatore Pinto, ingegnere, è fondatore e presidente di Green Energy Storage.

«Quello dell’energy storage – spiega Salvatore Pinto – è il mercato più grande al mondo per i prossimi decenni. Si stima che solo in Europa, fino al 2030, varrà 169 miliardi di euro, 400 miliardi di dollari in tutto il mondo». I primi test di queste speciali batterie sono stati svolti all’Università Tor Vergata di Roma.

«Poi abbiamo trovato in Fondazione Bruno Kessler – aggiunge Pinto – un partner competente per la definizione di elettrodi e membrane».

«In Fbk a Povo azienda e ricercatori hanno lavorato fianco a fianco nello sviluppo della parte ingegneristica, nella validazione, nel testare i singoli componenti e nella continua attività di ricerca per ridurre i costi», spiega Luigi Crema, responsabile dell’Unità di ricerca applicata ai sistemi energetici ARES, composta da una ventina di ricercatori e tecnici, fisici, ingegneri, esperti di software e intelligenza artificiale.

«Le competenze di Fbk, le opportunità della Legge 6 della Provincia autonoma di Trento, il supporto territoriale di Trentino Sviluppo – sottolinea Crema – hanno fatto da forte volano attrattivo per questo progetto d’impresa».

«Siamo tra i primi al mondo – prosegue Pinto – ad utilizzare la chimica organica per questi processi: utilizziamo il chinone, molecola carbonica vegetale ma ottenibile anche con sintesi industriali. Le batterie del nostro smartphone e delle nostre automobili sono a ioni di litio. Hanno alte densità, ma anche criticità dovute alla combinazione di elevata potenza ed energia insieme. Nelle batterie a flusso, invece, potenza ed energia sono divise, sono più sicure perché lavorano a temperatura ambiente e sono basate su pompe, elettrodi, membrane, ossidoriduzione e poi accumulo. La scala di riferimento per un loro utilizzo va dalla casa, dal condominio in su, ma saranno utili anche per la mobilità elettrica».

Tra le potenzialità più innovative di queste “celle” energetiche c’è l’applicazione dell’intelligenza artificiale: «Il futuro prossimo sarà fatto da singoli utenti che possono produrre e suddividere energia, ottimizzandola, persino vendendola al vicino quando sono in ferie», precisa Pinto. Già ora l’energia stoccata può durare circa 5 mila cicli, vale a dire una quindicina d’anni.

Nel 2017 è partito il primo crowdfunding per Green Energy Storage, che ha potuto contare su 300 investitori e 1 milione di euro raccolto. Nell’ultimo anno sono stati coinvolti altri 600 soci, molti di loro anche clienti, per un totale di 2 milioni di euro.

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