Italiani svelano gli ultimi segreti della visione
Il Pensiero Scientifico Editore
Paola Mariano
Prende corpo l’idea dell’occhio bionico o della retina artificiale ora che un gruppo di scienziati italiani che fa capo agli atenei bolognese e senese ha sciolto gli ultimi interrogativi sul processo molecolare responsabile della visione. Il protagonista del loro studio durato anni è il “retinale”, il pigmento visivo localizzato nella proteina della retina rodopsina. A condurre la ricerca, raccontata in una nota dell'Ateneo senese, Massimo Olivucci, del gruppo di chimica e fotochimica computazionale del dipartimento di Chimica dell'Università di Siena e Marco Garavelli, Alessandro Cembran e Fernando Bernardi del dipartimento G. Ciamician dell’Università di Bologna. La ricerca, ha dichiarato Olivucci, apre la strada alla progettazione di occhi artificiali di grande precisione.
Lo studio, che ha valso agli italiani la pubblicazione del lavoro sulla copertina dell'autorevole rivista scientifica Proceeding of the National Accademy of Sciences of the United States of America, rivela i dettagli del meccanismo molecolare responsabile della visione negli animali superiori, compreso l'uomo, e porta alla comprensione di un processo tra più veloci osservati in natura: la trasformazione fotochimica del retinale.
La retina (la parte dell’occhio che trasforma gli stimoli visivi in segnali elettrici il linguaggio dei neuroni) che passano alla corteccia visiva (occipitale) tramite il nervo ottico. La retina è composta di due tipi di cellule, i coni e i bastoncelli. Queste sono tappezzate in superficie da proteine fotosensibili, che si eccitano cioè sotto uno stimolo luminoso. L’eccitazione determina la modifica chimica di un frammento di queste proteine, il retinale appunto. La trasformazione fotochimica del retinale, studiata a fondo dagli italiani, si completa in tempi inferiori al milionesimo di milionesimo di secondo, ha svelato Olivucci.
Ora che il retinale non ha più segreti si apre la strada alla progettazione di molecole artificiali che riproducono in modo preciso il comportamento del pigmento visivo e che potranno essere utilizzate per la costruzione di retine artificiali, memorie ottiche per computer o di macchine molecolari alimentate dalla luce, ha ribadito il chimico. “Il meccanismo della visione, di cui è responsabile la proteina rodopsina che si trova sul fondo dell'occhio, non era mai stato compreso in modo così preciso”, ha detto Olivucci.
I gruppi bolognese e senese sono entrambi all'avanguardia in campo internazionale nello sviluppo della teoria delle reazioni fotochimiche e questo è solo l'ultimo di una serie di risultati nell'ambito di una linea di ricerca avviata da Olivucci e Garavelli oltre dieci anni fa. La ricerca segue a brevissima distanza uno studio precedente pubblicato dal gruppo di Siena (da Andruniow e Ferré e dallo stesso Olivucci) sulla stessa rivista Pnas, in cui si riportava una simulazione al computer della trasformazione fotochimica dell'intera proteina rodopsina.
Fonte: Garavelli M et al. The retinal chromophore/chloride ion pair: Structure of the photoisomerization path and interplay of charge transfer and covalent states
PNAS 2005 102: 6255-6260
Olivucci M et al. Structure, initial excited-state relaxation, and energy storage of rhodopsin resolved at the multiconfigurational perturbation theory level
PNAS 2004 101: 17908-17913
PNAS 2005 102: 6255-6260
Olivucci M et al. Structure, initial excited-state relaxation, and energy storage of rhodopsin resolved at the multiconfigurational perturbation theory level
PNAS 2004 101: 17908-17913
