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4 marzo 2024 - Accademia Nazionale dei Lincei

WhatsApp Image 2024 03 06 at 12.04.05La conferenza presso l'Accademia Nazionale dei Lincei è stata un affascinante viaggio attraverso i progressi scientifici nel campo della fotosintesi, dedicato al ricordo di Giorgio Forti, membro dell'Accademia e pioniere di questo campo.

La giornata ha visto la partecipazione di eminenti scienziati italiani e internazionali, sotto la guida del Comitato ordinatore, coordinato dal nostro Presidente Roberto Bassi.

Il Presidente della Classe di Scienze Fisiche, Matematiche e Naturali dei Lincei, Giorgio Parisi, ha dato il benvenuto, sottolineando l'importanza della conferenza in onore di Giorgio Forti.

Lia Forti ha fornito uno sguardo intimo sulla vita di Giorgio Forti, evidenziando le sue esperienze giovanili, tratti umani e il suo impegno sia in ambito scientifico che sociale. Maria Ida De Michelis (Università di Milano) e Massimo Annibale Rossi (ONG Vento di terra - Milano) hanno riattraversato le principali tappe della vita accademica di Giorgio Forti, mettendo in luce in particolare il suo ruolo spessore umano e il suo ruolo nella formazione di scienziati di successo. Giuseppe Zucchelli (Istituto di Biofisica CNR - Milano) ha poi delineato lo sviluppo degli studi fotosintetici negli ultimi 40 anni, evidenziando i contributi promossi da Giorgio Forti.

Nella successiva sessione scientifica, Paolo Bernardi (Università di Padova) ha iniziato tracciando lo sviluppo storico della ricerca sulla sintesi dell'ATP, sottolineando l'importanza di Giorgio Forti attraverso il GruppoWhatsApp Image 2024 03 06 at 12.05.25 Italiano di Bioenergetica. Nathan Nelson (Tel Aviv University) ha descritto il lavoro fatto e i progressi compiuti nello studio della struttura e funzione dei sistemi fotosintetici. Leonardo Guidoni (Università dell’Aquila) ha raccontato lo stato dell’arte sullo studio dell’ossidazione dell’acqua, con particolare riferimento all’identificazione delle specie chimiche intermedie, combinando studi teorici e sperimentali. Giovanni Finazzi (CNRS - Grenoble) ha esplorato tre temi fondamentali studiati da Forti negli anni '90 e 2000, sottolineando la rilevanza delle sue intuizioni sulla generazione di gradienti protonici, il bilanciamento della sintesi di ATP e la topologia cellulare nella fotosintesi. Dario Leister (Ludvig University - Munich, Germany) ha presentato ricerche sul flusso ciclico degli elettroni, rivelando il ruolo chiave di PGR5 e gli studi sul suo complesso controllo. WhatsApp Image 2024 03 06 at 12.06.49Tomas Morosinotto (Università di Padova) ha continuato parlando degli studi in atto sul sistema ascorbato-perossidasi del cloroplastoWhatsApp Image 2024 03 06 at 12.05.58 e il suo ruolo nel trasporto pseudo-ciclico degli elettroni. Roberta Croce (Vrije Universiteit - Amsterdam) ha revisionato i metodi utilizzati dagli organismi fotosintetici per bilanciare la raccolta di fotoni da parte dei fotosistemi su varie scale temporali.

Giulio Cerullo (Politecnico di Milano) ha illustrato l'applicazione della spettroscopia ultra veloce per seguire i processi fotoindotti nei complessi fotosintetici, offrendo un'analisi dettagliata su LH2 di batteri viola e LHCSR3 di alghe verdi.

Maurizio Prato (Università di Trieste) ha concluso la giornata offrendo una prospettiva sullo stato attuale dello sviluppo di sistemi fotosintetici artificiali e le loro applicazioni.

La giornata si è chiusa con una discussione generale, riflettendo sull'impatto delle ricerche presentate e aprendo la strada a future prospettive scientifiche.

In conclusione, il Convegno Linceo ha fornito un tributo ricco di aneddoti a Giorgio Forti, celebrando la sua eredità scientifica e sociale nel campo della fotosintesi.

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Scadenza ore 12.00 del 10 maggio 2024

Roberto Bassi, vicentino, docente di Biochimica e Fisiologia vegetale all’Università di Verona, membro dal 2012 dell’Accademia Nazionale dei Lincei e dal 2015 dell’Academia Europea, è stato scelto dal ministro dell’Università e della Ricerca, Annamaria Bernini, in una rosa di cinque nomi proposta da una commissione tecnico-scientifica.

La carriera

Il prof. Roberto Bassi si è laureato in Biologia a Padova nel 1977. Ha conseguito le specializzazioni in genetica a Copenaghen, in Biofisica a Parigi ed in Biologia Molecolare a Ginevra. Ha insegnato presso le università di Padova, Urbino, Losanna e Marsiglia. All’Università di Verona, dove insegna, si occupa di bioenergetica ed in particolare della fotosintesi di alghe, muschi e piante. Nel 2009 ha ricevuto il premio “von Humboldt” e nel 2012 il premio dell’Accademia Cinese delle Scienze.

Intervista rilasciata a La Repubblica

La Stazione Zoologica Anton Dohrn ha un nuovo presidente. Dopo le dimissioni improvvise di Bowler a ottobre e la guida provvisoria del vicepresidente Silvio Greco, ora è Roberto Bassi, su mandato della ministra all’Università Anna Maria Bernini, a prendere le redini dell’ente di ricerca. Ente che si trova in una fase di transizione tra un passato scientificamente glorioso e la richiesta di dare risposte alle preoccupazioni sui cambiamenti climatici. “Dobbiamo comporre le due necessità in maniera sinergica”, dice Bassi. Classe 1955, vicentino, ha studiato Biologia a Padova, dove è stato ricercatore in Botanica. Si è poi specializzato in Genetica a Copenaghen, in Biofisica a Parigi e in Biologia Molecolare a Ginevra. Insegna Fisiologia vegetale all’Università di Verona. Dal 2012 è membro dell’Accademia dei Lincei e dal 2018 dell’EMBO (European Molecular Biology Organization).

Professor Bassi, congratulazioni. È contento?

“É per me un onore, ma anche una grande responsabilità. Conosco bene la Stazione Dohrn essendo già stato per sette anni componente e poi presidente del Comitato scientifico. È senza dubbio è il più grande polo per la ricerca biologica italiana, ma che sta attraversando una fase di cambiamenti, anche problematici.”

Perché? Quali sono i problemi?

“I cambiamenti più problematici hanno che fare con l’evoluzione degli studi biologici ambientali in Italia e le questioni gestionali, dovute alla sovrapposizione di competenze. La Stazione di Napoli, a fine Ottocento, ha fatto la sua storia gloriosa, sulla funzione degli organismi marini. Le ricerche portate avanti qui sono divenute un modello per lo studio di tutti gli organismi marini e terrestri. Tuttavia, negli ultimi dieci anni le cose sono cambiate, sotto la spinta dei problemi e cambiamenti ambientali: molti biologi hanno pensato che la Stazione potesse diventare un istituto di monitoraggio dell’ambiente marino”.

E non è così?

“É certamente una funzione importante, ed in Italia c’è chi se ne occupa. C’è una necessità di ricomporre le competenze, visto che le ricerche scientifiche evolvono continuamente. E molti nel mondo accademico, in particolare in quello dell’Accademia dei Lincei (ente tutelare della Stazione, che nomina 2 membri del Consiglio scientifico) ritengono che le risposte ai problemi ambientali, si debbano basare sulle conoscenze biologiche di base. E io sono tra questi”.

Cioè?

“Che la risposta ai problemi ecologici si possa trovare nella conoscenza della biologia di base e nelle sue interazioni con gli agenti fisici ambientali. In questo modo si potranno proporre soluzioni, alla luce dei nuovi scenari che si aprono a velocità imprevedibile”.

Non è una cosa di cui la Dohrn si occupa già?

“Certamente. Infatti, puntiamo a identificare le professionalità che affiancheranno quelle, già molto forti, presenti nell’istituto”.

Quali sono le priorità della sua presidenza?

“Innanzitutto, rafforzare il dipartimento di Biotecnologie marine, sulla scia di quanto è stato fatto negli ultimi anni con la precedente guida di Roberto Danovaro. E coordinarci con Ispra e CNR, distribuendo più razionalmente le nostre priorità, anche questa un’iniziativa già avviata dall’ex-presidente Danovaro”.

A proposito di priorità: tra pochi mesi è previsto il varo della nave di ricerca Dohrn.

“É un progetto ambizioso, ma costoso e devo confrontarmi con il ministero per le risorse disponibili e verificare che sia possibile mantenere e sviluppare questo impegno”.

Tornando al Consiglio scientifico che lei presiedeva, c’è un documento sindacale di pochi giorni fa, che l’accusa di non averlo mai convocato per 18 mesi. Come risponde?

“Non ho mai ricevuto questo documento, ma confermo che non ha avuto luogo un Consiglio scientifico formale nel corso del 2023. Il Consiglio deve riunirsi in base ad una relazione del presidente, che viene considerata e verificata dai singoli membri del CS in un processo dialettico che richiede entrambe le componenti. Ho più volte manifestato il mio disappunto per la mancata convocazione, ma purtroppo non è stata trovata una data in cui sia il presidente che la maggioranza dei membri del consiglio potessero partecipare. Del resto, è comprensibile trattandosi di scienziati impegnati su molteplici fronti e che prestano la loro opera su base volontaria.
Conto, ora che sono presidente della Stazione, di riunirlo al più presto. Tuttavia, non è mancata una vigilanza, dato che io stesso sono venuto più volte a Napoli per incontrare i ricercatori e ho collaborato con il presidente Bowler e altri membri del C.S. su problemi specifici.

Quindi la vedremo più spesso a Napoli, rispetto al precedente presidente Bowler?

“Sarò presente con continuità, ho già informato la mia università che prenderò un’aspettativa per tutto il periodo della nomina”.

La genetica ci mostra come le piante marine sopravvivono in condizioni ambientali mutevoli e ci fornisce importanti informazioni per la conservazione e l’uso sostenibile di questi importanti ecosistemi

Posi and Cymo CO2 vents30.01.2024 Napoli/Ghent/Groningen/Kiel. Le angiosperme marine (in inglese seagrasses) costituiscono la base di ecosistemi marini costieri ricchi di biodiversità, ed allo stesso tempo fra i più vulnerabili a livello globale. Queste piante sono apparse circa 100 milioni di anni fa in tre lignaggi indipendenti, da progenitori d'acqua dolce non imparentati tra loro e sono le uniche piante a fiore che vivono completamente sommerse. La colonizzazione di un ambiente così radicalmente diverso da quello di origine è un evento evolutivo raro e sicuramente non semplice. Come è avvenuto? Il sequenziamento di nuovi genomi di riferimento di alta qualità forniscono indizi importanti per la conservazione di queste specie e per future applicazioni biotecnologiche.

Un gruppo internazionale di 38 ricercatori coordinati dal professor Yves Van de Peer, dell'Università di Ghent, Belgio, dalla professoressa Jeanine Olsen, dell'Università di Groningen, Paesi Bassi, dal professor Thorsten Reusch, del GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research di Kiel, Germania e dal dottor Gabriele Procaccini, Stazione Zoologica Anton Dohrn di Napoli, Italia, ed in collaborazione con il Joint Genome Institute, Berkeley, California, Stati Uniti d'America, ha sequenziato e analizzato i genomi di tre delle più importanti specie di angiosperme marine: Posidonia oceanica l'iconica “erba di Nettuno” endemica del Mediterraneo, Cymodocea nodosa la “piccola erba di Nettuno” con distribuzione più ampia e Thalassia testudinum “l’erba delle tartarughe”, endemica dei Caraibi.

I ricercatori hanno esaminato prima la struttura dei genomi e poi confrontato le famiglie di geni e le vie metaboliche associate agli adattamenti specifici avvenuti nelle piante marine rispetto ai loro antenati di acqua dolce. I risultati sono stati appena presentati in una pubblicazione peer-reviewed intitolata "Seagrass genomes reveal ancient polyploidy and adaptations to the marine environment", sulla rivista scientifica Nature Plants.

Gli ecosistemi delle angiosperme marine forniscono molteplici funzioni e servizi, come ad esempio la protezione dall'erosione della linea di costa e la creazione di hotspot di biodiversità per una vasta comunità associata di animali ed alghe. Inoltre essi rappresentano una “Soluzione basata sulla natura” per la mitigazione del clima, grazie alla loro capacità di immagazzinare il carbonio nella loro biomassa sotterranea. Sia la conservazione che il ripristino di questi importanti ecosistemi sono oggetto di ricerche intensive perché le piante marine sono minacciate, così come le barriere coralline, dal riscaldamento climatico e da altri impatti umani.

Come dice il proverbio, "Molte mani e molte teste rendono il lavoro leggero": Per iniziare, il consorzio di ricerca ha analizzato la struttura dei genomi dal punto di vista evolutivo, seguita da un'analisi comparativa degli oltre 20.000 geni e delle principali vie metaboliche che si sono evolute in rispetto a specifici adattamenti marini. Successivamente, i 23 gruppi di ricerca che hanno collaborato si sono concentrati su diversi insiemi di geni strutturali o con diverse funzioni fisiologiche. Una domanda chiave è stata se gli adattamenti genomici siano avvenuti in parallelo tra le diverse linee evolutive o se siano sorti in modo indipendente ed abbiano coinvolto gruppi di geni differenti.

La professoressa Olsen sottolinea che: "Le angiosperme marine hanno subito una serie di adattamenti estremamente rari. Mentre l’adattamento agli ambienti d'acqua dolce si è verificato più di 200 volte nella storia evolutiva delle piante a fiore, coinvolgendo centinaia di lignaggi e migliaia di specie, le piante marine si sono evolute dai loro antenati d'acqua dolce solo tre volte, coinvolgendo solo 84 specie. Per fare questo è stata necessaria una particolare tolleranza alla variazione di fattori ambientali, quali alta salinità, bassa luce ed un'ampia gamma di temperature, così come la capacità di catturare il carbonio sott'acqua per la fotosintesi, una diversa difesa dagli agenti patogeni, una flessibilità strutturale e l'impollinazione subacquea".

Un risultato importante è stato che le piante marine sono state in grado di avviare un adattamento radicale attraverso la duplicazione del genoma, spesso associata a gravi stress ambientali.

"Il confronto tra i genomi di angiosperme marine con i lignaggi gemelli d'acqua dolce, ha rivelato un'antica triplicazione dell'intero genoma avvenuta circa 86 milioni di anni fa. Si tratta di un evento molto interessante, perché a quell'epoca ampie zone dell'oceano erano prive di ossigeno ed è anche un evento che accomuna i tre lignaggi", spiega il professor Van De Peer.

Inoltre, i ricercatori hanno scoperto che il mantenimento e l'espansione di alcune famiglie di geni potevano ancora essere ricondotti, attraverso blocchi di geni conservati (sintenici), a questi primi eventi di duplicazione; come ad esempio i flavonoidi che forniscono protezione contro le radiazioni ultraviolette e i funghi, stimolando al contempo il reclutamento di batteri azotofissatori; l’espansione delle cisteine ossidasi per far fronte alla mancanza di ossigeno nei sedimenti e variazioni nei geni associati agli orologi circadiani. I risultati hanno anche dimostrato che gli elementi trasponibili (i "geni che saltano") hanno svolto un ruolo importante nel creare nuove variazioni genetiche su cui la selezione ha potuto agire. Questo vale in particolare per i grandi genomi di Thalassia testudinum e Posidonia oceanica.

Il team ha anche scoperto che diversi adattamenti sono il risultato della convergenza evolutiva. Questo vale soprattutto per i tratti che diventano ridondanti o dannosi in un ambiente marino sommerso e altamente salino. La perdita dei geni per gli stomi (i minuscoli fori sulla superficie delle foglie che consentono lo scambio di gas con l'atmosfera), di geni che codificano per sostanze volatili e processi di difesa da agenti patogeni e per tollerare le ondate di calore marine, in particolare i fattori di shock termico, sono esempi convincenti di "usarlo o perderlo".

Spiega il dottor Procaccini: "È chiaro che nell’adattamento alla vita in ambiente marino ha svolto un ruolo dominante la messa a punto di modifiche funzionali di numerose vie metaboliche già presenti nelle specie di piante acquatiche, piuttosto che l’emergere di funzioni importanti totalmente nuove. La tolleranza all’alta salinità ne è un buon esempio: si è verificata una maggiore efficienza di più processi per regolare sodio, cloro e potassio. I cambiamenti evolutivi hanno anche fornito alle diverse specie la capacità di resistere a condizioni ambientali diverse".

Il professor Reusch riassume: "La maggior parte delle funzioni ecologicamente importanti sono tratti complessi, che coinvolgono l'interazione di molti geni attraverso percorsi flessibili. Con gli strumenti genomici ora sviluppati per le principali angiosperme marine, possiamo iniziare a testarle e manipolarle sperimentalmente. Questo è particolarmente importante per il loro ripristino negli attuali scenari di cambiamento climatico che comportano molte delle condizioni qui discusse".

Le nuove risorse genomiche accelereranno gli studi sperimentali e funzionali, particolarmente importanti per la gestione e il ripristino degli ecosistemi di piante marine. Sono una risorsa formidabile per l’intera comunità dei ricercatori.

TEAM STAZIONE ZOOLOGICA ANTON DOHRN
Gabriele Procaccini (EMI), Emanuela Dattolo (EMI), Jessica Pazzaglia (EMI), Miriam Ruocco (EMI e Uni Bologna), Luca Ambrosino (RIMAR), Marilù Chiusano (RIMAR e Uni Federico II, Napoli), Lazaro Marin-Guirao (EMI e IEO, Murcia, Spain)

Original publication

Xiao Ma, Steffen Vanneste, Jiyang Chang, Luca Ambrosino, Kerrie Barry, Till Bayer, Alexander A. Bobrov, Lori Beth Boston, Justin E. Campbell, Hengchi Chen, Maria Luisa Chiusano, Emanuela Dattolo, Jane Grimwood, Guifen He, Jerry Jenkins, Marine Khachaturyan, Lazaro Marin-Guirao, Attila Mesterhazyt, Danish-Daniel Muhd, Jessica Pazzaglia, Chris Plott, Shanmugam Rajaskear, Stephane Rombauts, Miriam Ruocco, Alison Scott, Min Pau Tan, Jozefien Van de Velde, Bartel Vanholme, Jenell Webber, Li Lian Wond, Mi Yan, Yeong Yik Sung, Polina Novikova, Jeremy Schmutz, Thorsten B.H.Reusch, Gabriele Procaccini, Jeanine L. Olsen & Yves Van de Peer (2024): Seagrass genomes reveal ancient polyploidy and adaptation to the marine environment. Nature Plants, doi: https://doi.org/10.1038/s41477-023-01608-5

Project funding

DOE, JGI, Berkeley, California, USA, under the Community Sequencing Program 2018, Project no. 504341 (Marine Angiosperm Genomes Initiative-MAGI). Additional sequencing and bioinformatic support from HudsonAlpha Institute for Biotechnology, Huntsville, Al-USA and DNA/RNA extraction and processing from the Arizona Genomics Institute, Tucson, AZ-USA)

Omodeo PietroIl 20 gennaio a Siena se n’è andato per sempre Pietro Omodeo, biologo e saggista.

Nato nel 1919 a Cefalù, studia scienze naturali a Pisa, laureandosi con Giuseppe Colosi. I “suoi” organismi erano e rimasero i lombrichi. Nella sua biografia prende posto anche la Stazione Zoologica (SZN), quando nel febbraio del 1946, dopo il suo rientro a Napoli dalla guerra e prigionia in Africa, suo padre Adolfo Omodeo, rettore dell’ateneo partenopeo, insieme a Umberto Pierantoni, direttore dell’Istituto di Zoologia e ospite permanente della SZN (1899-1941) e Benedetto Croce, chiesero a Rinaldo Dohrn, figlio del fondatore Anton, di ammettere Pietro ai laboratori della SZN, rimasti quasi indenni dai bombardamenti.

Omodeo, pur rimanendo fedele ai suoi lombrichi, che le piogge portarono in superficie anche nel cortile della SZN, sperimentò l’atmosfera internazionale e creativa da sempre presente alla SZN. Conobbe don Giuseppe Reverberi di Palermo con le sue alunne, gli svedesi John Runnström e Sven Hörstadius, nonché Alberto Monroy e Giuseppe Montalenti, ambedue capi reparto. Il suo amore per i libri trovò una ricca risposta nella biblioteca, non solo per la biologia marina. Nel natale del ’49 lasciò Napoli e la SZN per un impiego a Siena come assistente di Emanuele Padoa.

Alla Stazione Zoologica Anton Dohrn, rimasta nel suo cuore, torna il 26 aprile del 2023 – a 103 anni da poco compiuti - per festeggiare, con la comunità scientifica, i 150 anni della Stazione. Facendo i conti, per più della metà di questi anni, Pietro Omodeo è stato testimone oculare.

Averlo visto e averlo ascoltato, durante le celebrazioni, resta un ricordo indelebile, raccontato anche nel libro “La vita del mare – il mare per la vita. 150 anni di ricerca alla Stazione Zoologica Anton Dohrn” (Giunti, 2023, pp. 52-55).

[Christiane Groeben]

NEW DEADLINE - January 15, 2024

 

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13th Advanced Phytoplankton Course - APC13

Identification, Taxonomy, Systematics

Stazione Zoologica Anton Dohrn, Naples, Italy, 6-26 October 2024

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