venerdì 20 ottobre 2017

I misteri dell'ecosistema marino nascosto da 120 mila anni

Un team di scienziati, guidato dall'Analisi Britannica Antartica (BAS), ha progettato una missione per indagare su un misterioso ecosistema marino nascosto sotto una mensola di ghiaccio antartica per 120.000 anni. I ricercatori vogliono scoprire come questo ecosistema marino risponderà ai cambiamenti ambientali in una regione sensibile al clima.
Il massiccio iceberg liberato dal ghiacciaio Larsen C Shelf  denominato A68
, quattro volte la dimensione di Londra, espone adesso circa 5.818 km 2 di fondali marini. Il gruppo progetta una ricerca a bordo di una nave verso questa zona prima che le comunità biologiche comincino a cambiare seguendo il movimento dell'iceberg gigante. Tuttavia, possono raggiungere quest’obiettivo solo se l'iceberg continua sul suo percorso lontano dal ripiano di ghiaccio rimanente.


Il monitoraggio satellitare rivelerà le opzioni per navigare attraverso il ghiaccio marino. Se tutto andrà bene, il team trascorrerà tre settimane a febbraio del 2018 a bordo della nave di ricerca di BAS RRS "James Clark Ross" .Katrin Linse biologa marina della British Antarctic Survey che guida la missione, ha detto:"Abbiamo un'occasione unica per studiare come la vita marina risponda a un drammatico cambiamento ambientale. Normalmente, ci vogliono anni per pianificare crociere di ricerca marina. Per queste operazioni navali si riconosce l'urgenza di agire rapidamente. Tutto quello che abbiamo bisogno, ora è che l'iceberg A 68
Visione satellitare del Larsen C A68


si muova abbastanza lontano dal rimanente scaffale ghiacciato e che il ghiaccio del mare si sciolga, per navigare in modo sicuro. È intrigante pensare quello che potremmo trovare. Utilizzando una serie di tecniche diverse, con un approccio multidisciplinare e il concorso di una squadra internazionale, esaminerà l'ecosistema marino che attraversa la colonna d'acqua dalla superficie dell'oceano fino al fondo e arriva al sedimento ".Questa zona marina appena esposta è la prima per la quale viene attivato un accordo internazionale, realizzato nel 2016 dalla Commissione per la Conservazione delle Risorse Marine Antartiche (CCAMLR). L’accordo indica aree speciali per lo studio scientifico in aree marinare appena esposte dopo il crollo o il ritiro dei ripiani di ghiaccio, attraverso l'Antartide. L'accordo è venuto dopo una proposta dell'Unione europea a CCAMLR, guidata dagli scienziati britannici dell'Analattar Antartico (BAS).

Immagine satellitare del Larsen C Iceberg A68


Il dottor Phil Trathan, responsabile della biologia della conservazione di BAS, faceva parte della delegazione britannica a CCAMLR e fa parte della squadra di ricerca. Ha dichiarato:"L'allevamento di A68, offre un'opportunità nuova e senza precedenti per creare un programma scientifico per affrontare questioni incentrate sulla mobilità e sulla capacità di colonizzazione delle specie marine bentoniche. Speriamo di rispondere a domande fondamentali, riguardanti la sostenibilità delle mensole continentali polari nel quadro del cambiamento climatico, tra cui potenzialmente i processi che fanno migrare le popolazioni bentoniche e, la misura in cui gli organismi bentonici agiscono come un lavandino biologico e il grado in cui la distribuzione dei bentos marini viene utilizzata per interpretare le risposte passate al cambiamento climatico in vari sistemi."È importante arrivarci velocemente in modo da effettuare una valutazione di base prima che l'ambiente marino appena esposto cambi e nuove specie inizino a colonizzare l'area".
Con la squadra di ricercatori che comincia a mobilitarsi, i glaciologi della BAS e gli specialisti di tele-rilevazione continuano a monitorare il movimento della Larsen C Ice Shelf. All'inizio del 2018 si eseguiranno voli di osservazione dalla stazione di ricerca BAS di Rothera. Andrew Fleming, capo di remote sensing al BAS ha dichiarato a tale proposito:"Stiamo osservando molto attentamente l'avanzamento del Larsen berg, perché non abbiamo visto un certo numero di uguali dimensioni in questa zona per un certo tempo e che hanno la possibilità di ostacolare le corsie di trasporto nella zona, soprattutto quando  gli iceberg cominciano a rompersi e a disperdersi."






mercoledì 18 ottobre 2017

Coi miracoli delle integrine forse ripareremo i danni dell'ictus

In uno studio recente, ingegneri e medici biomolecolari riferiscono di un materiale terapeutico che potrebbe promuovere una migliore rigenerazione dei tessuti dopo una ferita o un ictus.
Durante il processo di guarigione tipico del corpo, quando i tessuti come la pelle sono danneggiati, il corpo aumenta le cellule di ricambio. Le integrine
sono una classe di proteine ​​importanti nei processi cellulari critici per la creazione di nuovi tessuti. Uno dei processi è l'adesione cellulare, quando nuove cellule "attaccano" i materiali tra le cellule, chiamati la matrice extracellulare. Un altro è la migrazione delle cellule, dove sulla superficie della cellula, le integrine aiutano "a tirare" la cellula lungo la matrice extracellulare per spostare le cellule in posizione. Si dice integrina, o recettore all'integrina, una glicoproteina integrale di membrana nella membrana cellulare che lega le proteine della matrice extracellulare, in particolare le fibronectine Tuttavia, questi processi non si verificano nei tessuti cerebrali danneggiati durante un ictus. Gli scienziati stanno cercando di sviluppare allora materiali terapeutici che potrebbero promuovere questa forma di guarigione. Il materiale iniettabile gelato, chiamato idrogel, sviluppato dai ricercatori UCLA, aiuta questo processo di riparazione, formando un’impalcatura all'interno della ferita che agisce come una matrice extracellulare artificiale e il nuovo tessuto cresce attorno a questo. L'uso di un gel iniettabile non è nuovo, ma i precedenti gel hanno provocato la formazione di vasi sanguigni deboli nel tessuto appena costituito. I nuovi risultati, mostrano che quando l'impalcatura contiene una molecola specifica di rilegatura delle integrine, i nuovi vasi sanguigni che si formano sono più forti. "L'impalcatura iniettabile del gel è una specie di traliccio da giardino che le piante usano per crescere, - ha detto Tatiana Segura, professore d’ingegneria chimica e biomolecolare, bioingegneria e dermatologia, che ha condotto la ricerca. Da solo è buono per il nuovo tessuto in entrata che ha qualcosa per sostenere la sua crescita. Il nuovo materiale è simile a un traliccio con fertilizzanti molto specifici per aiutare la pianta a crescere sana e forte ".Anche combinando gel con una proteina che promuove la formazione di vasi sanguigni, come il fattore di crescita endoteliale vascolare, conosciuto come VEGF, i vasi sanguigni nel nuovo tessuto all'interno dello “scaffale ricostruttivo” tendono a perdere di consistenza e anche ad accumularsi troppo vicini. Per questo, i ricercatori hanno esaminato più in profondità le modalità di interazione con le molecole che legano le di integrine e il modo in cui queste molecole influenzano la crescita dei vasi sanguigni. Hanno provato due tipi di ponteggi con differenti molecole di legame tra le integrine. Entrambi i ponteggi contenevano anche la proteina VEGF. Hanno trovato che uno degli scaffali ricostruttivi -  legati con l'integrina conosciuta come "α3 / α5β1"
- ha funzionato veramente bene. Ha diretto una qualità superiore di riparazione e di rigenerazione dei vasi sanguigni. Inoltre, si è scoperto che gli scaffali ricostruttivi di legame α3 / α5β1 hanno anche guidato la forma del vaso sanguigno, cioè un processo chiamato morfogenico di segnalazione. L'altra impalcatura vincolante d’integrine testata ha avuto ancora problemi con i vasi sanguigni che accusavano evidenti perdite e schiumosi. "Oltre al sostegno strutturale per nuovi tessuti e vasi sanguigni, l'aggiunta di specifiche molecole di rilegatura e d’integrine per α3 / α5β1, sollecita il tessuto circostante a sviluppare vasi sanguigni forti e ben definiti rispetto a quelli che abbiamo testato e, dove il nuovo sangue, -ha detto Segura-, mentre nei nuovi vasi sanguigni in precedenza questi ultimi erano inclini a perdite e si agitavano troppo vicini “.L'autore principale della ricerca  Shuoran Li, dottorando UCLA del 2017, consigliato da Segura e collaborato da  Thomas Carmichael, neurologo e neuroscienziato (Scuola di Medicina di David Geffen ad UCLA) e Thomas Barker, professore di ingegneria biomedica (Università della Virginia).In questo lavoro, è stato dimostrato che il legame d’integrine può dettare la struttura dei vasi sanguigni in vitro con il controllo di legame α3 / α5β1, con conseguenti reti estese che si collegano con i rami dei vasi sanguigni esistenti. Quindi i ricercatori utilizzando gli stessi scaffali ricostruttivi α3 / α5β1- nei topi hanno visto che i vasi sanguigni formati accusavano perdite in quantità minore a seguito di ictus. Il prossimo passo, prevederebbe l’utilizzo di molecole d’integrine vincolanti con altre tecnologie di idrogel, perché queste ultime hanno dimostrato di possedere buone promesse per il recupero funzionale a lungo termine dopo l'ictus, ma nei quali i vasi sanguigni appena cresciuti non erano robusti. "Attualmente non esiste alcuna terapia, -ha dichiarato Carmichael- per promuovere la riparazione e il recupero del cervello dopo l'ictus. Tutte le terapie nel tratto si concentrano a parare gli effetti sul blocco iniziale nei vasi sanguigni del cervello che portano ad ictus. L'ictus è la causa più comune di disabilità adulta. La ricerca è emozionante perché dimostra un modo vitale per trasformare tessuti morti e degenerati a seguito dell’ictus che possono consentire la crescita di nuovi e ben formati vasi sanguigni nell'area interessata all’ictus ".
Hanno collaborato inoltre Lina Nih, studioso post-dottorato UCLA e membro del laboratorio di Segura, senza trascurare l’inclusione di ricercatori UCLA dai dipartimenti di chimica e biochimica, ingegneria meccanica e aerospaziale e ingegneria elettrica, della Georgia Tech, dell’Università di Scienza e Tecnologia di Huazhong, Cina e, NovuMind Inc. Santa Clara, California. Segura e collaboratori hanno lavorato su biomateriali per la riparazione del tessuto, incluso un gel iniettabile (distinto perciò da quest’attuale ricerca) e, più recentemente, le prove hanno mostrato che il gel potrebbe ridurre l'infiammazione e promuovere la migrazione delle cellule progenitrici neurali, al sito dell’ictus.


martedì 3 ottobre 2017

Enorme iceberg staccato dalla piattaforma Larsen C offre grandi opportunità scientifiche

Un enorme iceberg è stato partorito quest'estate nella parte dell’Antartico ghiacciato denominato Larsen  C Ice Shelf


Larsen C Ice Shelf

.

E’  in atto un accordo internazionale per dare una protezione speciale alla zona di sinistra dell'oceano esposto, allorquando uno dei più grandi iceberg mai registrati al mondo è stato liberato dalla Larsen C Ice Shelf nel luglio di quest'anno. L'iceberg, conosciuto come A68
, comincia a muoversi a nord, lasciando alle spalle una superficie di 6,818 km2 di fondali marini esposti a condizioni di mare aperto. Gran parte di questa zona potrebbe essere stata coperta dal ghiaccio dall'ultimo periodo interglaciale intorno a 120.000 anni fa, offrendo un'opportunità unica per gli scienziati di studiare come la vita marina risponda a questo drammatico cambiamento.
Questo settore è il primo a trarre vantaggio da un accordo internazionale nel 2016 dalla Commissione per la conservazione delle risorse marine antartiche (CCAMLR), per designare aree speciali riservate allo studio scientifico in aree marine nuove esposte a seguito del crollo o del ritiro dei ripiani di ghiaccio attraverso la regione della penisola Antartica. L'accordo è venuto dopo una proposta dell'Unione europea a CCAMLR, guidata dai ricercatori britannici dell'Atarte (BAS), il dottor Susie Grant e il dottor Phil Trathan.
La mappa della penisola Antartica che mostra l'area speciale per lo studio scientifico ora è stata concordata. La nuova area speciale per lo studio scientifico soddisfa i criteri CCAMLR per essere designata automaticamente, inizialmente, per un periodo di due anni, probabilmente verrà estesa a dieci anni a seguito di ulteriori considerazioni da parte dei membri del CCAMLR. Ciò consentirà di intraprendere una ricerca scientifica nella zona senza alcun impatto della pesca commerciale, affrontando le questioni relative su come le comunità biologiche si svilupperanno nel tempo e su come nuove specie colonizzeranno aree coperte di ghiaccio in precedenza.
"L'allevamento di Iceberg nella zona della penisola Antartica denominata come Larsen C ha generato -afferma Susie Grant, biogeografo marino di BAS-, diventa un'opportunità scientifica unica ed emozionante e l'importanza di quest’area è stata ulteriormente riconosciuta grazie all'accordo di CCAMLR, per designarla come area speciale per lo studio scientifico. La nuova denominazione rappresenta un'aggiunta significativa alla suite di strumenti di gestione basati su aree di CCAMLR ".
"L'allevamento di A68
offre un'occasione nuova e senza precedenti – ha affermato invece Il dottor Phil Trathan, responsabile della biologia della conservazione- per creare un programma scientifico fondamentale per affrontare le questioni incentrate sulla mobilità e sulla capacità di colonizzazione delle specie marine bentoniche”.
“Tale programma affronterebbe questioni fondamentali –prosegue Trathan- sulla sostenibilità delle mensole continentali polari nell’ambito del cambiamento climatico, tra cui potenzialmente i processi che interessano le migrazioni delle popolazioni bentoniche, la misura con la quale gli organismi bentonici agiscono come dissipatori di carbonio biologico e il grado col quale la distribuzione del benthos marino può essere usata per interpretare le risposte passate al cambiamento climatico in vari sistemi. Sfruttando questa nuova opportunità, -conclude Trathan- in assenza di pesca, si crea una sfida emozionante per la comunità scientifica internazionale in un periodo di cambiamenti climatici senza precedenti ".
L'evento del “pascolo” per Larsen C può semplicemente riflettere il ciclo naturale di crescita e decadimento di un ripiano di ghiaccio e non è necessariamente dovuto a cambiamenti nelle condizioni ambientali. Tuttavia, studiare la risposta biologica a tali eventi fornirà un'opportunità per migliorare la comprensione scientifica di possibili risposte ecosistemiche agli impatti del cambiamento climatico in questa regione e altrove. Una squadra di BAS sta esplorando le opportunità di accedere alla regione per realizzare progetti di ricerca sull'ambiente bentonico.
Misure di conservazione
I membri CCAMLR hanno convenuto la misura di conservazione 24-04 sul tema "Creazione di aree speciali temporanee per lo studio scientifico in aree marine nuove, esposte dopo il ritiro dei ghiacci o il crollo delle sottoreti statistiche designate nel 2016, a seguito di una proposta dell'Unione europea ed i suoi stati membri, guidati da scienziati britannici.”                                                                            La misura di conservazione stabilisce i criteri in base ai quali le aree speciali di fase 1 sono automaticamente designate per un periodo iniziale di due anni a seguito della notifica di tutti i membri dell'ubicazione e dell'entità dell'area proposta. Ulteriori informazioni sulle caratteristiche dell'area speciale sono poi esaminate dal comitato scientifico e dai gruppi di lavoro CCAMLR, che fornisce consulenza alla Commissione sulla designazione di uno spazio speciale di fase 2 per un altro periodo di 10 anni. I membri sono incoraggiati a intraprendere la ricerca in aree speciali per lo studio scientifico, in particolare per comprendere i processi ecosistemici riguardo ai cambiamenti climatici. Le attività di pesca di ricerca sono consentite solo in determinate condizioni, con l'accordo del comitato scientifico.  

Il ghiaccio, da solo, è solo in grado di fluire a velocità non più di decine di metri all'anno. Ciò significa che il ghiaccio viene aiutato a fluire. Scivola su acqua o fango o su entrambi.

Il foglio di ghiaccio antartico occidentale
Il suo ghiaccio scende al mare attraverso i ghiacciai e attraverso i torrenti di ghiaccio che accelerano le distanze di centinaia di chilometri. Un nuovo studio si concentra sulla questione di ciò che provoca il flusso di flusso, cioè i cosiddetti flussi di ghiaccio. 
L'Università del Rice tramite i suoi ricercatori antartici hanno scoperto quello che hanno chiamato "una delle ironie supreme della natura". Sul continente più cupo e più freddo della Terra, dove l'acqua superficiale esiste raramente, l'acqua liquida scorrendo sotto il ghiaccio sembra svolgere un ruolo fondamentale nella determinazione del destino dei flussi di ghiaccio antartici.

Quelli che gli scienziati antartici chiamano flussi di ghiaccio non sono liquidi, che fluiscono acqua. Invece, un flusso di ghiaccio è un ampio corridoio di flusso notevolmente veloce all'interno di un foglio di ghiaccio , cioè una massa più ampia di ghiaccio glaciale. I flussi di ghiaccio antartici fluiscono a diverse velocità, ma le osservazioni superficiali mostrano che un tasso di flusso tipico potrebbe essere di un centinaia di metri all'anno. Il nuovo studio - guidato da Rice Lauren Simkins - si concentra su ciò che potrebbe accadere sotto i torrenti di ghiaccio. Simkins ha spiegato: “Noi ... sappiamo che il ghiaccio, di per sé, è solo in grado di fluire a velocità non più di decine di metri all'anno. Ciò significa che il ghiaccio viene velocizzato in quanto scivola su acqua o fango o entrambi. Ora ci sono prove di questa idea, nella scoperta di ricercatori che hanno individuato un sistema fluviale fossilizzato sotto il Mar Rosso.