Ci servono più videogames!

Sin da quando esiste il microscopio (almeno dal 1500), ci si aprono in continuazione dei mondi microscopici da esplorare. Poter fotografare quello che succede dentro le cellule ci permette di capire come funzioniamo e ci aiuta a vedere cosa non va quando siamo malati. Con tutti gli strumenti che abbiamo a disposizione oggi si possono scattare foto in 3D alle proteine (per esempio con la cristallografia), si possono girare dei filmati di organelli o proteine che si muovono dentro le cellule, e via dicendo. 

Conosciamo un sacco di cose sulle cellule, talmente tante cose che non c’è una persona sola che le conosce tutte. Anche gli Scienziatimatti più bravi del mondo si trovano perciò a dover fare delle semplificazioni quando vogliono studiare quello che accade dentro le cellule. Tutti gli articoli che abbiamo presentato qui sul blog si concentrano su una funzione delle cellule, volutamente trascurando tutte le altre attività. Sarebbe impossibile osservare in contemporanea tutte le migliaia di mansioni che la cellula svolge e, se vogliamo capirci qualcosa, è necessario togliere quello che pensiamo sia superfluo per focalizzarsi sul nocciolo del problema. 

Tutti questi discorsi un po’ astratti hanno catturato l’attenzione di esperti di grafica, artisti, ed altri tipi di Scienziatimatti che, tutti insieme, si sono decisi a sperimentare una soluzione. Unendo l’utile al dilettevole, hanno anche deciso di costruire qualcosa di bello perché, chiunque si è trovato di fronte ad un microscopio lo sa, la biologia è bella da vedere! 

Ecco che da questa insolita collaborazione è nato un videogame: Nanoscape!

Si tratta della riproduzione virtuale di una cellula di tumore, la riproduzione più fedele che sia mai stata fatta! I biologi sono andati a cercare le dimensioni di tutte le proteine conosciute, hanno scavato nei meandri della letteratura scientifica (grazie a pubmed e ad altri database scientifici) alla ricerca di descrizioni dettagliate sui movimenti fatti dalle proteine dentro le cellule, e così via.

Queste sono alcune delle proteine che troviamo in nanoscape. La forma non è casuale, ma è proprio quella che è stata osservata nei laboratori (da Kadir et al. 2021).

Ed ecco l’animazione di una proteina in funzione: GLUT1, il trasportatore di glucosio (zucchero). GLUT1 è una proteina transmembrana, cioè una proteina che è incastonata nella membrana plasmatica della cellula e la attraversa da parte a parte. Quando arriva del glucosio (in verde), GLUT1 si apre e diventa una galleria che permette al glucosio di entrare dentro la cellula (da Kadir et al. 2021).

Tutte queste informazioni sono state date in pasto agli informatici che hanno affrontato i problemi tecnici di riprodurre video (eh si, perché la cellula e tutti i suoi accessori si muovono) ad alta risoluzione. Per finire, gli artisti hanno avuto l’importantissimo compito di riempire i buchi: non conosciamo ancora nel dettaglio tutti gli aspetti della biologia delle cellule. Per esempio la matrice extracellulare, l’ambiente in cui le cellule crescono, resta ancora qualcosa di misterioso anche se abbiamo capito che gioca un ruolo di rilievo nello sviluppo di tumori ed altre malattie. Gli artisti hanno dunque fatto ricorso a qualche licenza poetica per armonizzare la visione d’insieme.

Qui vediamo la matrice extracellulare, dallo schizzo iniziale (A), passando per la preparazione dei dettagli (B-D), ed arrivando infine alla delicata interazione con le cellule (E). Le proteine violette sono le integrine (ne abbiamo già parlato sul blog), necessarie per l’interazione tra cellula e matrice extracellulare (da Kadir et al. 2021).

Entrando nel gioco, diventiamo alti appena 40 micron (cioè la metà dello spessore di un foglio di carta!) e ci troviamo all’esterno della cellula, sulla membrana plasmatica, con tutte le proteine che funzionano e si muovono in contemporanea, uno spettacolo impressionante!

Ecco una preview del gioco che si trova su Steam.

Cambiare punto di vista è fondamentale per trovare strade nuove e gli Scienziatimatti di oggi ci regalano uno strumento didattico che potrà anche servire per illuminare la mente di altri ricercatori!

Venite a vedere voi stessi. Coraggio! È proprio quando credete di sapere qualcosa che dovete guardarla da un’altra prospettiva

Professor Keating (L’attimo fuggente)

Qui il link alla ricerca originale: https://elifesciences.org/articles/64047#content

E qui il link per scaricare il gioco (per chi ha un gaming computer con almeno 1080 GTX GPU): https://store.steampowered.com/app/1654050/Nanoscape/

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