Chimere controverse
Un team internazionale di ricercatori cinesi e americani ha recentemente pubblicato uno studio resoconto di esperimenti di chimerizzazione tra cellule staminali umane e di Macaca fascicularis. Lo studio ha sollevato un intenso dibattito tra esperti di bioetica e cittadini, ma è bene ribadire che non si è trattato di ibridizzazione. Una chimera biologica è un individuo costituito da due popolazioni cellulari con corredo genetico di origine diversa. Dopo la formazione dello zigote (a seguito della fusione tra spermatozoo e cellula uovo) della specie di macaco presa in esame, i ricercatori hanno atteso le prime fasi dell’embriogenesi per inibirla una volta raggiunto lo stadio di blastocisti. In questa fase in cui si ottiene una struttura sferica cava, composta da solo decine di cellule, gli scienziati hanno iniettato delle cellule staminali pluripotenti umane modificate per essere maggiormente compatibili.
Ad un giorno dall’iniezione, 132 embrioni presentavano al loro interno attività da parte delle cellule staminali. Dopo 19 giorni solo 3 embrioni erano ancora in vita. I risultati sono tuttavia promettenti, in quanto si è osservata la formazione di due foglietti embrionali primordiali generati da entrambe le popolazioni cellulari, umane e di scimmia. Questi “foglietti” di cellule, chiamati ipoblasto ed epiblasto, sono i predecessori di tutte le distinte popolazioni cellulari che successivamente si organizzeranno nella formazione di tessuti ed organi. Questi risultati promettono un grande miglioramento nelle terapie di medicina rigenerativa oltre a fornire fondamentali conoscenze riguardo l’evoluzione delle “architetture” embrionali di organismi non strettamente filogeneticamente imparentati.
Schemi che non sono schemi
In un recente studio pubblicato su Physical Review Letters, scienziati dell’università dello Utah, negli Stati Uniti d’America, hanno riportato di essere riusciti a riarrangiare delle molecole di carbonio in un motivo tridimensionale regolare ma che non si ripete mai uguale. Utilizzando degli emettitori di ultrasuoni, i ricercatori hanno fatto risuonare delle molecole sospese nell’acqua fino a farle disporre in una struttura che si definisce quasi-periodica. La periodicità è una proprietà, ad esempio, dei cristalli, che presentano un reticolo molecolare che si ripete sempre uguale in un intervallo di spazio definito. La si può anche osservare nelle scacchiere e nella disposizione delle celle esagonali degli alveari. Sebbene sia relativamente facile creare schemi ripetitivi periodici è molto difficile creare schemi non completamente casuali ma che esibiscono un certo grado di regolarità. Con il metodo usato dai ricercatori nello studio, però, è possibile farlo con strumenti economici che molti laboratori sono in grado di permettersi.
La scoperta ha ripercussioni sia sull’ingegneria che sulla matematica pura. Infatti un cristallo, data la regolarità del proprio reticolo, spesso permette alle onde d’urto che lo colpiscono di propagarsi agevolmente e senza “intoppi” al suo interno, rendendolo particolarmente fragile poiché crea “corsie” preferenziali di rottura (si pensi al diamante, che può rompersi con una martellata). Viceversa un materiale completamente amorfo pur non fornendo “corsie” preferenziali data la disposizione casuale delle molecole, consente una propagazione libera alle onde d’urto. Nei quasi-cristalli, invece, le onde d’urto non trovano un percorso regolare, ma incontrano continui “intoppi” e “corsie” che cambiano continuamente percorso e si interrompono, questo risulta spesso in materiali super resistenti. L’interesse matematico deriva invece dalle proprietà geometriche e computazionali di questi schemi regolari ma imprevedibili, che potrebbero portare a nuove scoperte nei problemi di tassellatura, in cui si cercano strutture geometriche semplici ma che possano “incastrarsi” senza generare uno schema che si ripeta sempre uguale.
