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Venerdì, 06 Aprile 2018 07:13

Come capire il cervello guardando le api

Un team di ricerca dell’Università di Sheffield e dell’Istituto di scienze e tecnologie della cognizione (Istc) del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr) ha scoperto, grazie a un modello matematico, che le api reagiscono all’unisono agli stimoli ambientali analogamente ai neuroni cerebrali, rivelando dinamiche del comportamento umano. Lo studio pubblicato su Scientific Reports

 

Pensare alle api in una colonia come ai neuroni in un cervello può aiutare alla comprensione dei meccanismi alla base del comportamento umano. A rivelarlo uno studio dell’Università di Sheffield in collaborazione con l’Istituto di scienze e tecnologie della cognizione del Consiglio nazionale delle ricerche (Istc-Cnr), pubblicato su Scientific Reports. “Uno sciame di api può essere considerato un super-organismo composto da migliaia di insetti che rispondono all’unisono a stimoli esterni, come i neuroni del cervello reagiscono alle sollecitazioni che provengono dall’ambiente. Questa somiglianza permette di tracciare precise corrispondenze tra le interazioni tra api responsabili del comportamento del super-organismo e i meccanismi neurali alla base della cognizione, e quindi di identificare le micro interazioni alla base dei meccanismi generali del comportamento umano e non”, spiega Vito Trianni ricercatore dell’Istc-Cnr e coautore dello studio.

Il punto di partenza del lavoro è un modello matematico della sciamatura. “Le api decidono collettivamente il luogo dove costruire l’alveare e per raggiungere questo obiettivo fanno uso di segnali complessi che permettono di attrarre altre api verso nidi di qualità elevata o di inibire il reclutamento, per alternative di bassa qualità. Questi segnali sono simili a quelli trasmessi tra popolazioni di neuroni durante i processi decisionali tra più alternative”, continua il ricercatore.

Pubblicato in Medicina
Venerdì, 06 Aprile 2018 06:09

Semaforo rosso al tumore cerebrale infantile

Uno studio targato Sapienza e Istituto Italiano di Tecnologia ha scoperto e dimostrato come mutazioni a carico di una proteina, che agisce come fattore inibitore di crescita per le cellule nervose, possano portare allo sviluppo del medulloblastoma. I risultati del lavoro sono pubblicati su Nature Communications

Il medulloblastoma è il tumore cerebrale più diffuso nell’infanzia. Le attuali terapie associano la chirurgia alla radio e alla chemioterapia ma, nonostante offrano buone probabilità di guarigione, non sono prive di effetti collaterali gravi come disturbi cognitivi permanenti. È per questo motivo che la ricerca di cure alternative innovative è fondamentale. Un recente studio, condotto da Lucia Di Marcotullio del Dipartimento di Medicina molecolare della Sapienza in collaborazione con Paola Infante del CLNS@Sapienza(Istituto Italiano di Tecnologia, IIT), ha portato alla scoperta di un nuovo meccanismo molecolare, la cui alterazione è responsabile dello sviluppo del medulloblastoma. I risultati del lavoro, che rappresenta uno snodo cruciale per lo sviluppo di nuove strategie terapeutiche, sono pubblicati sulla rivista internazionale Nature Communications. Il medulloblastoma è causato da alterazioni molecolari che determinano un comportamento anomalo delle proteine segnale coinvolte nella crescita e migrazione di cellule nervose. “Questa via di segnalazione, che prende il nome di via di Hedgehog (Hh) – spiega Di Marcotullio – sta ricevendo molta attenzione in campo oncologico perché in condizioni non controllate è responsabile dell’insorgenza di una vasta gamma di tumori, ponendosi dunque come importante bersaglio nelle terapie anticancro più efficaci e quindi con minore tossicità”.

Pubblicato in Medicina

 

Ricercatori dell’Istituto per i processi chimico-fisici del Cnr di Messina hanno riprodotto, mediante avanzate tecniche numeriche, il processo chimico che potrebbe aver determinato la sintesi primordiale dell’eritrosio, precursore del ribosio, lo zucchero che compone l’RNA, facendo così luce sull'origine delle prime molecole biologiche e quindi sull’inizio della vita sulla Terra. I risultati sono stati pubblicati su Chemical Communications della Royal Society of Chemistry, in collaborazione con l’Accademia delle scienze della Repubblica Ceca di Brno e la Sorbona di Parigi

 

Uno dei tasselli cruciali nel puzzle dell’origine della vita è rappresentato dalla comparsa delle prime molecole biologiche sulla Terra come l’RNA, l’acido ribonucleico. Uno studio dell’Istituto per i processi chimico-fisici del Consiglio nazionale delle ricerche (Ipcf-Cnr) di Messina ha descritto, mediante avanzate tecniche di simulazione numerica, un processo chimico che da molecole semplici e presenti in enorme abbondanza nell’Universo, come l’acqua e la glicolaldeide, potrebbe aver portato alla sintesi primordiale dell’eritrosio, precursore diretto del ribosio, lo zucchero che compone l’RNA. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Chemical Communications, della Royal Society of Chemistry, da un team che coinvolge anche l’Accademia delle scienze della Repubblica Ceca di Brno e l’Università di Parigi Sorbonne.

“Nello studio dimostriamo per la prima volta che determinate condizioni prebiotiche, tipiche delle cosiddette ‘pozze primordiali’ in cui erano presenti le molecole inorganiche più semplici, sono in grado di favorire la formazione non solo degli aminoacidi, i mattoni fondamentali delle proteine, ma anche di alcuni zuccheri semplici come l’eritrosio, precursore delle molecole che compongono l’ossatura dell’RNA”, spiega Franz Saija, ricercatore Ipcf-Cnr e coautore del lavoro. “La sintesi degli zuccheri a partire da molecole più semplici, che possono essere state trasportate sul nostro pianeta da meteoriti in epoche primordiali, rappresenta una grossa sfida per gli scienziati che si occupano di chimica prebiotica. La formazione dei primi legami carbonio-carbonio da molecole molto semplici come la formaldeide non può avvenire senza la presenza di un agente esterno capace di catalizzare la reazione: la presenza di tali catalizzatori in ambienti prebiotici, tuttavia, è ancora un mistero”.

Pubblicato in Medicina
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Tropical forests have been called the lungs of the planet. They soak up vast quantities of carbon dioxide, hold the world's greatest diversity of plants and animals, and employ millions of people. And these hot ecosystems--often a patchwork of trees and grasslands--are being deeply altered by logging and other land use change. Now, a team of scientists have made a fundamental discovery about how fires on the edges of these forests control their shape and stability. Their study implies that when patches of tropical forest lose their natural shape it could contribute to the sudden, even catastrophic, transformation of that land from trees to grass. The new knowledge could help protect tropical forests--and allow land managers to build new tools to predict the stability of both individual forest patches and larger regional-scale forests.

The study was published March 26 in the journal Ecology Letters.

Pubblicato in Scienceonline

 

Come si è originata la vita e come si trasmette da cellula madre a cellula figlia? Un nuovo tassello per la comprensione di questi meccanismi arriva da uno studio delle Università di Pisa, Bari e Salento che si è guadagnato la copertina della rivista scientifica “Integrative Biology” della American Chemical Society. Il gruppo di ricerca, coordinato dal professore Roberto Marangoni dell’Ateneo pisano e composto da Alessio Fanti, Leandro Gammuto, Fabio Mavelli e Pasquale Stano, ha simulato in laboratorio i processi di riproduzione grazie a delle “protocellule” che si usano per studiare alcune proprietà delle cellule biologiche vere.
“Tra i tanti problemi che concernono la comprensione di come si sia sviluppata la vita sulla terra, c’è anche il rapporto tra membrane cellulari e contenuto della cellula – racconta Roberto Marangoni - infatti, per assicurare un ambiente chimicamente stabile e governabile, le cellule hanno bisogno di una divisione tra il contenuto interno, l’insieme delle molecole necessarie alla vita, e l’ambiente esterno, e tale divisione è data dalla membrana cellulare”.
Uno dei punti fondamentali su cui si è interrogata la scienza è quindi se sia nato prima il contenuto cellulare o la membrana, in altre parole, una sorta di problema di problema “dell’uovo e della gallina” su scala microscopica. Una possibile soluzione a questo apparente paradosso è venuta circa dieci anni fa, quando gli scienziati hanno osservato il cosiddetto “supercrowding effect”.

Pubblicato in Medicina

 

 

Dopo i pesticidi il clima che cambia è uno dei maggiori pericoli per la sopravvivenza delle api e altri impollinatori. Fino al 5 aprile è possibile partecipare alla consultazione pubblica della Commissione Europea per chiedere maggiori impegni per la tutela degli impollinatori.

Qui la pagnia della Campagna #beesafe con tutte le informazioni su come mobilitarsi per la consultazione pubblica della Commissione UE

Una delle spie degli effetti negativi dei cambiamenti climatici e del riscaldamento globale è la drammatica diminuzione delle api domestiche e selvatiche. Dopo l’uso massiccio dei pesticidi i cambiamenti climatici rappresentano una delle maggiori minacce per gli impollinatori, da cui dipende oltre il 70% della produzione agricola per la nostra alimentazione.
Un primo segnale arriva dalla produzione di miele. Secondo i dati forniti da dagli apicoltori italiani dell’Unaapi la produzione di miele, a causa della siccità del 2017, è calata del 80%. Proprio per le conseguenze della siccità, infatti, i fiori non secernono più nettare e polline e le api, in sofferenza per il clima anomalo, non solo non producono miele, ma rischiano di non riuscire a fornire il loro determinante servizio di impollinazione alle colture agricole. Il ruolo fondamentale svolto dagli impollinatori viene riconosciuto anche nel secondo Rapporto sul Capitale Naturale in Italia (presentato a febbraio del 2018) che ha dedicato un capitolo al servizio ecosistemico dell’impollinazione.
La relazione tra il cambiamento climatico e il rischio per api e impollinatori è stata analizzata in una “Ricerca su possibili influenze dei fenomeni climatici e ambientali quali fattori determinanti l’assottigliamento delle popolazioni apistiche mondiali”, del Centro Ricerche di Bioclimatologia dell’Università di Milano , che ha analizzato le osservazioni meteorologiche dal 1880 e le osservazioni satellitari dal 1978, ha confermato l’impatto dei cambiamenti climatici sulle popolazioni di api domestiche e selvatiche. I risultati della ricerca coincidono con le conclusioni riportate nel 2011 dalla rivista “Good” ovvero che l’aumento della temperatura del pianeta incide negativamente sulla salute delle api e quindi sul servizio ecosistemico dell’impollinazione. A rischio però sarebbe anche la produzione di miele, che secondo i ricercatori dell’Università di Milano rischia di scomparire da qui a 100 anni.

Pubblicato in Ambiente

Ricercatori dell’Iccom-Cnr e Imem-Cnr, in collaborazione con l’Università di Trieste, a partire da un nanomateriale carbonioso, hanno messo a punto un catalizzatore elettrochimico per la produzione più sostenibile del perossido di idrogeno. Il metodo risolve anche i problemi di sicurezza posti da uno dei processi ecologici messi a punto negli ultimi anni per la sintesi di H2O2 che usa idrogeno e ossigeno, miscela potenzialmente esplosiva. Lo studio è pubblicato su Chem

 

Il Consiglio nazionale delle ricerche, attraverso l’Istituto di chimica dei composti organo metallici (Iccom-Cnr) e l’Istituto dei materiali per l’elettronica ed il magnetismo (Imem-Cnr), ha trovato un’alternativa per produrre il perossido di idrogeno - l’acqua ossigenata che usiamo comunemente per disinfettare ferite e indumenti - impiegando un innovativo nanomateriale, privo di componenti metalliche. I risultati dello studio, pubblicati sulla rivista Chem, possono rendere il processo più ecologico ed economico. “Negli ultimi anni, team di ricercatori di diversi Paesi si sono concentrati per trovare un processo ecologico per la sintesi di H2O2. Recentemente, l’interesse si è focalizzato su un metodo che sfrutta idrogeno e ossigeno, cioè i due costituenti atomici della molecola”, spiega Paolo Fornasiero, ricercatore Iccom-Cnr e professore ordinario all’Università di Trieste, primo autore dello studio cui hanno partecipato Francesco Vizza, direttore Iccom-Cnr, Manuela Bevilacqua (Iccom-Cnr) e Lucia Nasi (Imem-Cnr), in collaborazione con l’Università di Trieste. “Un processo molto pulito, rispetto a quello tradizionale che usa l’antriachinone, ma che presenta un importante problema di sicurezza, dal momento che le miscele di idrogeno e ossigeno sono potenzialmente esplosive. Il processo messo punto dal nostro gruppo di ricerca impiega invece come reagenti l’ossigeno e l’acqua”.

Pubblicato in Ambiente

Uno studio a cui ha partecipato anche l’Università di Pisa rivela che curando una patologia, anche l’altra migliora

Esiste una connessione stretta tra la parodontite e il diabete e a rivelarlo è uno studio internazionale a cui hanno partecipato anche i professori Filippo Graziani e Anna Solini del dipartimento di Patologia chirurgica, medica, molecolare e dell’area critica dell’Università di Pisa: curando l’una si migliora l'altra e, viceversa, se si trascura una delle due, l’altra si aggrava. Inoltre, chi si ammala di parodontite ha un rischio diabete di almeno il 20% più alto rispetto a chi ha le gengive sane, a parità di altri fattori di rischio per il diabete. Infine, un soggetto diabetico che ha anche la parodontite presenta delle complicazioni diabetologiche più gravi rispetto a chi ha solo il diabete. 
Questo studio ha costituito la base per un documento congiunto pubblicato sia sul “Diabetes Research and Clinical Practice”, sia sul “Journal of Clinical Periodontology” promosso dai parodontologi della Federazione Europea di Parodontologia e i diabetologi della Federazione Internazionale Diabete.

Pubblicato in Medicina

 

 

“The demonstrated effect in normal-weight women in relation to risk for obesity-related cancers is novel and contrary to our hypothesis,” remarked Dr. Thomson. “This finding suggests that weight management alone may not protect against obesity-related cancers if women favor a diet pattern indicative of high energy density. Higher DED in normal-weight women may promote metabolic dysregulation independent of body weight, an exposure known to increase cancer risk.

Obesity is associated with increased risk of developing and dying from the following cancers: breast (in postmenopausal women), ovarian, liver, gallbladder, kidney (renal cell), colon, pancreatic, gastric, esophageal (adenocarcinoma), endometrial, thyroid, multiple myeloma, and meningioma. Obesity is also associated with progression (but not incidence) of prostate cancer. Dietary and lifestyle changes guided by registered dietitian nutritionists and other professionals can help reduce the incidence and progression of obesity-related cancers and support the recovery of cancer survivors

About one third of cancer cases are estimated to be linked toers. In this special theme issue of the Journal of the Academy of Nutrition and Dietetics, food and nutrition practitioners and other health professionals take an in-depth look at the relationship between nutrition, obesity, and cancer prevention, treatment, and survival and identify research gaps for future prevention research efforts.

The United States has a high burden of cancer. The American Cancer Society estimates there will be more than 1.7 million new cases diagnosed in 2018 and around 610,000 cancer deaths. Studies strongly suggest that diet is associated with cancer and that obesity increases the risk of many types of cancer as well as several chronic diseases, including type 2 diabetes, cardiovascular disease, hypertension, and chronic inflammation.

Key issue highlights:

Obesity prevalence in the US has tripled over the last 50 years. In 2016, a report by the International Agency for Research on Cancer highlighted that excess body fatness increases the risk for 13 types of cancer. Lead investigator Stephen D. Hursting, PhD, MPH, professor, Department of Nutrition, University of North Carolina at Chapel Hill, and colleagues review the multiple mechanisms underlying the obesity-cancer link. Their  detailed review also assesses the dietary interventions that are being implemented in preclinical and clinical trials.

Pubblicato in Scienceonline

Il metodo innovativo, messo a punto da un team di ricercatori dell’Ifac-Cnr, permette di rilevare piccole tracce di precursori di malattie tumorali e neurodegenerative in singole gocce di fluido biologico, aprendo la strada a diagnosi precoci, non invasive e poco costose. Lo studio è stato pubblicato su Scientific Reports del gruppo Nature

 

Grazie a un metodo innovativo, rapido e che non richiede l’uso di attrezzature complesse è possibile individuare piccolissime tracce di molecole precursori di malattie in singole gocce di campione. A metterlo a punto, un team di ricercatori dell’Istituto di fisica applicata ‘Nello Carrara’ del Consiglio nazionale delle ricerche (Ifac-Cnr). Lo studio è stato pubblicato su Scientific Reports, rivista del gruppo Nature.

“La metodologia si basa sulla misura effettuata al bordo di una goccia di fluido biologico, mentre evapora intorno ai 5°C. A questa temperatura, poco superiore alla soglia di congelamento, le molecole contenute nella goccia si accumulano in modo organizzato ai suoi bordi senza perdere le loro proprietà biologiche e funzionali”, spiega Paolo Matteini dell’Ifac-Cnr, coordinatore della ricerca e del team. “Questi accumuli temporanei di molecole diventano ultradensi, rendendo così possibile evidenziarli con sistemi spettroscopici usati comunemente nelle analisi di laboratorio. Gli aspetti interessanti e innovativi del metodo riguardano la possibilità di rilevare e studiare in modo rapido e senza nessuna particolare preparazione, in campioni di pochi microlitri di liquido biologico, alcune specie molecolari presenti in tracce nei fluidi corporei, come i precursori di malattie tumorali o di patologie neurodegenerative quali l’Alzheimer e il Parkinson”.

Gli esperimenti condotti finora hanno dimostrato la validità di questo approccio. “Questo metodo consentirà di sviluppare test a basso costo per la diagnosi precoce, affiancando gli esami clinici attualmente impiegati, più invasivi per il paziente e onerosi per il sistema sanitario nazionale”, conclude Roberto Pini, direttore dell’Ifac-Cnr.

 

 

Pubblicato in Medicina

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