Verso una sociologia della sostenibilità: il caso delle Città in Transizione. Prospettive e limiti di un percorso bottom-up

Oggetto di indagine del lavoro è il movimento ambientalista e culturale delle Città in Transizione che rappresentano esperimenti di ri-localizzazione delle risorse volte a preparare le comunità (paesi, città, quartieri) ad affrontare la duplice sfida del cambiamento climatico e del picco del petrolio. A partire dal Regno Unito, la rete delle Transition Towns si è in pochi anni estesa significativamente e conta oggi più di mille iniziative. L’indagine di tale movimento ha richiesto in prima battuta di focalizzare l’attenzione sul campo disciplinare della sociologia dell’ambiente. L’attenzione si è concentrata sul percorso di riconoscimento che ha reso la sociologia dell’ambiente una branca autonoma e sul percorso teorico-concettuale che ha caratterizzato la profonda spaccatura paradigmatica proposta da Catton e Dunlap, che hanno introdotto nel dibattito sociologico il Nuovo Paradigma Ecologico, prendendo le distanze dalla tradizionale visione antropocentrica della sociologia classica. Vengono poi presentate due delle più influenti prospettive teoriche della disciplina, quella del Treadmill of Production e la più attuale teoria della modernizzazione ecologica. La visione che viene adottata nel lavoro di tesi è quella proposta da Spaargaren, fautore della teoria della modernizzazione ecologica, secondo il quale la sociologia dell’ambiente può essere collocata in uno spazio intermedio che sta tra le scienze ambientali e la sociologia generale, evidenziando una vocazione interdisciplinare richiamata anche dal dibattito odierno sulla sostenibilità. Ma le evidenze empiriche progressivamente scaturite dallo studio di questo movimento che si autodefinisce culturale ed ambientalista hanno richiesto una cornice teorica più ampia, quella della modernità riflessiva e della società del rischio, in grado di fornire categorie concettuali spendibili nella descrizione dei problemi ambientali e nell’indagine del mutamento socio-culturale e dei suoi attori. I riferimenti empirici dello studio sono tre specifiche realtà locali in Transizione: York in Transition per il Regno Unito, Monteveglio (Bo) e Scandiano (Re) in Transizione per l’Italia.

Structural patterns for document engineering: from an empirical bottom-up analysis to an ontological theory

This thesis aims at investigating a new approach to document analysis based on the idea of structural patterns in XML vocabularies. My work is founded on the belief that authors do naturally converge to a reasonable use of markup languages and that extreme, yet valid instances are rare and limited. Actual documents, therefore, may be used to derive classes of elements (patterns) persisting across documents and distilling the conceptualization of the documents and their components, and may give ground for automatic tools and services that rely on no background information (such as schemas) at all. The central part of my work consists in introducing from the ground up a formal theory of eight structural patterns (with three sub-patterns) that are able to express the logical organization of any XML document, and verifying their identifiability in a number of different vocabularies. This model is characterized by and validated against three main dimensions: terseness (i.e. the ability to represent the structure of a document with a small number of objects and composition rules), coverage (i.e. the ability to capture any possible situation in any document) and expressiveness (i.e. the ability to make explicit the semantics of structures, relations and dependencies). An algorithm for the automatic recognition of structural patterns is then presented, together with an evaluation of the results of a test performed on a set of more than 1100 documents from eight very different vocabularies. This language-independent analysis confirms the ability of patterns to capture and summarize the guidelines used by the authors in their everyday practice. Finally, I present some systems that work directly on the pattern-based representation of documents. The ability of these tools to cover very different situations and contexts confirms the effectiveness of the model.

Effetti del chitosano su composti polifenolici in colture cellulari di vite: aspetti molecolari e metabolici

Polyphenols, including flavonoids and stilbenes, are an essential part of human diet and constitute one of the most abundant and ubiquitous group of plant secondary metabolites. The level of these compounds is inducible by stress or fungal attack, so attempts are being made to identify likely biotic and abiotic elicitors and to better understand the underlying mechanism. Resveratrol (3,5,4’-trihydroxystilbene), which belongs to the stilbene family, is a naturally occurring polyphenol, found in several fruits, vegetables and beverages including red wine. It is one of the most important plant polyphenols with proved benefic activity on animal health. In the last two decades, the potential protective effects of resveratrol against cardiovascular and neurodegenerative diseases, as well as the chemopreventive properties against cancer, have been largely investigated. The most important source of polyphenols and in particular resveratrol for human diet is grape (Vitis vinifera). Since stilbenes and flavonoids play a very important role in plant defence responses and enviromental interactions, and their effects on human health seem promising, the aim of the research of this Thesis was to study at different levels the activation and the regulation of their biosynthetic pathways after chitosan treatment. Moreover, the polyphenol production in grape cells and the optimisation of cultural conditions bioreactor scale-up, were also investigated. Cell suspensions were obtained from cv. Barbera (Vitis vinifera L.) petioles and were treated with a biotic elicitor, chitosan (50 μg/mL, dissolved in acetic acid) to promote phenylpropanoid metabolism. Chitosan is a D-glucosamine polymer from fungi cell wall and therefore mimes fungal pathogen attack. Liquid cultures have been monitored for 15 days, measuring cell number, cell viability, pH and grams of fresh weight. The endogenous and released amounts of 7 stilbenes (trans and cis isomers of resveratrol, piceid and resveratroloside, and piceatannol), gallic acid, 6 hydroxycinnamic acids (trans-cinnamic, p-coumaric, caffeic, ferulic, sinapic and chlorogenic acids), 5 catechines (catechin, epicatechin, epigallocatechin-gallate (EGCG), epigallocatechin and epicatechin-gallate) and other 5 flavonoids (chalcon, naringenin, kaempferol, quercetin and rutin) in cells and cultural medium, were measured by HPLC-DAD analysis and total anthocyanins were quantified by spectrophotometric analysis. Chitosan was effective in stimulating trans-resveratrol endogenous accumulation with a sharp peak at day 4 (exceeding acetic acid and water controls by 36% and 63%, respectively), while it did not influence the production of the cis-isomer. Compared to both water and acetic acid controls, chitosan decreased the release of both trans- and cis-resveratrol respect to controls. No effect was shown on the accumulation of single resveratrol mono-glucoside isomers, but considering their total amount, normalized for the relative water control, it was possible to evidence an increase in both accumulation and release of those compounds, in chitosan-treated cells, throughout the culture period and particularly during the second week. Many of the analysed flavonoids and hydroxycinnamic acids were not present or detectable in trace amounts. Catechin, epicatechin and epigallocatechin-gallate (EGCG) were detectable both inside the cells and in the culture media, but chitosan did not affect their amounts. On the contrary, total anthocyanins have been stimulated by chitosan and their level, from day 4 to 14, was about 2-fold higher than in both controls, confirming macroscopic observations that treated suspensions showed an intense brown-red color, from day 3 onwards. These elicitation results suggest that chitosan selectively up-regulates specific biosynthetic pathways, without modifying the general accumulation pattern of other flavonoids. Proteins have been extracted from cells at day 4 of culture (corresponding to the production peak of trans-resveratrol) and separated by bidimensional electrophoresis. The 73 proteins that showed a consistently changed amount between untreated, chitosan and acetic acid (chitosan solvent) treated cells, have been identified by mass spectrometry. Chitosan induced an increase in stilbene synthase (STS, the resveratrol biosynthetic enzyme), chalcone-flavanone isomerase (CHI, that switches the pathway from chalcones to flavones and anthocyanins), pathogenesis-related proteins 10 (PRs10, a large family of defence proteins), and a decrease in many proteins belonging to primary metabolisms. A train of six distinct spots of STS encoded by the same gene and increased by chitosan, was detected on the 2-D gels, and related to the different phosphorylation degree of STS spots. Northern blot analyses have been performed on RNA extracted from cells treated with chitosan and relative controls, using probes for STS, PAL (phenylalanine ammonia lyase, the first enzyme of the biosynthetic pathway), CHS (chalcone synthase, that shares with STS the same precursors), CHI and PR-10. The up-regulation of PAL, CHS and CHI transcript expression levels correlated with the accumulation of anthocyanins. The strong increase of different molecular weight PR-10 mRNAs, correlated with the 11 PR-10 protein spots identified in proteomic analyses. The sudden decrease in trans-resveratrol endogenous accumulation after day 4 of culture, could be simply explained by the diminished resveratrol biosynthetic activity due to the lower amount of biosynthetic enzymes. This might be indirectly demonstrated by northern blot expression analyses, that showed lower levels of phenylalanine ammonia lyase (PAL) and stilbene synthase (STS) mRNAs starting from day 4. Other possible explanations could be a resveratrol oxidation process and/or the formation of other different mono-, di-glucosides and resveratrol oligomers such as viniferins. Immunolocalisation experiments performed on grape protoplasts and the subsequent analyses by confocal microscope, showed that STS, and therefore the resveratrol synthetic site, is mostly associated to intracellular membranes close to the cytosolic side of plasma membrane and in a smaller amount is localized in the cytosol. STS seemed not to be present inside vacuole and nucleus. There were no differences in the STS intracellular localisation between the different treatments. Since it was shown that stilbenes are largely released in the culture medium and that STS is a soluble protein, a possible interaction of STS with a plasma membrane transporter responsible for the extrusion of stilbenes in the culture medium, might be hypothesized. Proteomic analyses performed on subcellular fractions identified in the microsomial fraction 5 proteins taking part in channel complexes or associated with channels, that significantly changed their amount after chitosan treatment. In soluble and membrane fractions respectively 3 and 4 STS and 6 and 3 PR-10 have been identified. Proteomic results obtained from subcellular fractions substantially confirmed previous result obtained from total cell protein extracts and added more information about protein localisation and co-localisation. The interesting results obtained on Barbera cell cultures with the aim to increase polyphenol (especially stilbenes) production, have encouraged scale up tests in 1 litre bioreactors. The first trial fermentation was performed in parallel with a normal time-course in 20 mL flasks, showing that the scale-up (bigger volume and different conditions) process influenced in a very relevant way stilbenes production. In order to optimise culture parameters such as medium sucrose amount, fermentation length and inoculum cell concentration, few other fermentations were performed. Chitosan treatments were also performed. The modification of each parameter brought relevant variations in stilbenes and catechins levels, so that the production of a certain compound (or class of compounds) could be hypothetically promoted by modulating one or more culture parameters. For example the catechin yield could be improved by increasing sucrose content and the time of fermentation. The best results in stilbene yield were obtained in a 800 mL fermentation inoculated with 10.8 grams of cells and supplemented with chitosan. The culture was fed with MS medium added with 30 g/L sucrose, 25 μg/mL rifampicin and 50 μg/mL of chitosan, and was maintained at 24°C, stirred by marine impeller at 100 rpm and supplied of air at 0.16 L/min rate. Resveratroloside was the stilbene present in the larger amount, 3-5 times more than resveratrol. Because resveratrol glucosides are similarly active and more stable than free resveratrol, their production using a bioreactor could be a great advantage in an hypothetical industrial process. In my bioreactor tests, stilbenes were mainly released in the culture medium (60-80% of the total) and this fact could be another advantage for industrial applications, because it allows recovering the products directly from the culture medium without stopping the fermentation and/or killing the cells. In my best cultural conditions, it was possible to obtain 3.95 mg/L of stilbenes at day 4 (maximum resveratrol accumulation) and 5.13 mg/L at day 14 (maximum resveratroloside production). In conclusion, chitosan effect in inducing Vitis vinifera defense mechanisms can be related to its ability to increase the intracellular content of a large spectrum of antioxidants, and in particular of resveratrol, its derivates and anthocyanins. Its effect can be observed at transcriptional, proteomic (variation of soluble and membrane protein amounts) and metabolic (polyphenols production) level. The chitosan ability to elicit specific plant matabolisms can be useful to produce large quantities of antioxidant compounds from cell culture in bioreactor.

Thomas Paine nella trasmissione atlantica della rivoluzione

Call me Ismail. Così inizia notoriamente il celebre romanzo di Herman Melville, Moby Dick. In un altro racconto, ambientato nel 1797, anno del grande ammutinamento della flotta del governo inglese, Melville dedica un breve accenno a Thomas Paine. Il racconto è significativo di quanto – ancora nella seconda metà dell’Ottocento – l’autore di Common Sense e Rights of Man sia sinonimo delle possibilità radicalmente democratiche che l’ultima parte del Settecento aveva offerto. Melville trova in Paine la chiave per dischiudere nel presente una diversa interpretazione della rivoluzione: non come una vicenda terminata e confinata nel passato, ma come una possibilità che persiste nel presente, “una crisi mai superata” che viene raffigurata nel dramma interiore del gabbiere di parrocchetto, Billy Budd. Il giovane marinaio della nave mercantile chiamata Rights of Man mostra un’attitudine docile e disponibile all’obbedienza, che lo rende pronto ad accettare il volere dei superiori. Billy non contesta l’arruolamento forzato nella nave militare. Nonostante il suo carattere affabile, non certo irascibile, l’esperienza in mare sulla Rights of Man rappresenta però un peccato difficile da espiare: il sospetto è più forte della ragionevolezza, specie quando uno spettro di insurrezione continua ad aggirarsi nella flotta di sua maestà. Così, quando, imbarcato in una nave militare della flotta inglese, con un violento pugno Billy uccide l’uomo che lo accusa di tramare un nuovo ammutinamento, il destino inevitabile è quello di un’esemplare condanna a morte. Una condanna che, si potrebbe dire, mostra come lo spettro della rivoluzione continui ad agitare le acque dell’oceano Atlantico. Nella Prefazione Melville fornisce una chiave di lettura per accedere al testo e decifrare il dramma interiore del marinaio: nella degenerazione nel Terrore, la vicenda francese indica una tendenza al tradimento della rivoluzione, che è così destinata a ripetere continuamente se stessa. Se “la rivoluzione si trasformò essa stessa in tirannia”, allora la crisi segna ancora la società atlantica. Non è però alla classica concezione del tempo storico – quella della ciclica degenerazione e rigenerazione del governo – che Melville sembra alludere. Piuttosto, la vicenda rivoluzionaria che ha investito il mondo atlantico ha segnato un radicale punto di cesura con il passato: la questione non è quella della continua replica della storia, ma quella del continuo circolare dello “spirito rivoluzionario”, come dimostra nell’estate del 1797 l’esperienza di migliaia di marinai che tra grida di giubilo issano sugli alberi delle navi i colori britannici da cui cancellano lo stemma reale e la croce, abolendo così d’un solo colpo la bandiera della monarchia e trasformando il mondo in miniatura della flotta di sua maestà “nella rossa meteora di una violenta e sfrenata rivoluzione”. Raccontare la vicenda di Billy riporta alla memoria Paine. L’ammutinamento è solo un frammento di un generale spirito rivoluzionario che “l’orgoglio nazionale e l’opinione politica hanno voluto relegare nello sfondo della storia”. Quando Billy viene arruolato, non può fare a meno di portare con sé l’esperienza della Rights of Man. Su quel mercantile ha imparato a gustare il dolce sapore del commercio insieme all’asprezza della competizione sfrenata per il mercato, ha testato la libertà non senza subire la coercizione di un arruolamento forzato. La vicenda di Billy ricorda allora quella del Paine inglese prima del grande successo di Common Sense, quando muove da un’esperienza di lavoro all’altra in modo irrequieto alla ricerca di felicità – dal mestiere di artigiano all’avventura a bordo di un privateer inglese durante la guerra dei sette anni, dalla professione di esattore fiscale alle dipendenze del governo, fino alla scelta di cercare fortuna in America. Così come Paine rivendica l’originalità del proprio pensiero, il suo essere un autodidatta e le umili origini che gli hanno impedito di frequentare le biblioteche e le accademie inglesi, anche Billy ha “quel tipo e quel grado di intelligenza che si accompagna alla rettitudine non convenzionale di ogni integra creatura umana alla quale non sia ancora stato offerto il dubbio pomo della sapienza”. Così come il pamphlet Rights of man porta alla virtuale condanna a morte di Paine – dalla quale sfugge trovando rifugio a Parigi – allo stesso modo il passato da marinaio sulla Rights of Man porta al processo per direttissima che sentenzia la morte per impiccagione del giovane marinaio. Il dramma interiore di Billy replica dunque l’esito negativo della rivoluzione in Europa: la rivoluzione è in questo senso come un “violento accesso di febbre contagiosa”, destinato a scomparire “in un organismo costituzionalmente sano, che non tarderà a vincerla”. Non viene però meno la speranza: quella della rivoluzione sembra una storia senza fine perché Edward Coke e William Blackstone – i due grandi giuristi del common law inglese che sono oggetto della violenta critica painita contro la costituzione inglese – “non riescono a far luce nei recessi oscuri dell’animo umano”. Rimane dunque uno spiraglio, un angolo nascosto dal quale continua a emergere uno spirito rivoluzionario. Per questo non esistono cure senza effetti collaterali, non esiste ordine senza l’ipoteca del ricorso alla forza contro l’insurrezione: c’è chi come l’ufficiale che condanna Billy diviene baronetto di sua maestà, c’è chi come Billy viene impiccato, c’è chi come Paine viene raffigurato come un alcolizzato e impotente, disonesto e depravato, da relegare sul fondo della storia atlantica. Eppure niente più del materiale denigratorio pubblicato contro Paine ne evidenzia il grande successo. Il problema che viene sollevato dalle calunniose biografie edite tra fine Settecento e inizio Ottocento è esattamente quello del trionfo dell’autore di Common Sense e Rights of Man nell’aver promosso, spiegato e tramandato la rivoluzione come sfida democratica che è ancora possibile vincere in America come in Europa. Sono proprio le voci dei suoi detrattori – americani, inglesi e francesi – a mostrare che la dimensione nella quale è necessario leggere Paine è quella del mondo atlantico. Assumendo una prospettiva atlantica, ovvero ricostruendo la vicenda politica e intellettuale di Paine da una sponda all’altra dell’oceano, è possibile collegare ciò che Paine dice in spazi e tempi diversi in modo da segnalare la presenza costante sulla scena politica di quei soggetti che – come i marinai protagonisti dell’ammutinamento – segnalano il mancato compimento delle speranze aperte dall’esperienza rivoluzionaria. Limitando la ricerca al processo di costruzione della nazione politica, scegliendo di riassumerne il pensiero politico nell’ideologia americana, nella vicenda costituzionale francese o nel contesto politico inglese, le ricerche su Paine non sono riuscite fino in fondo a mostrare la grandezza di un autore che risulta ancora oggi importante: la sua produzione intellettuale è talmente segnata dalle vicende rivoluzionarie che intessono la sua biografia da fornire la possibilità di studiare quel lungo periodo di trasformazione sociale e politica che investe non una singola nazione, ma l’intero mondo atlantico nel corso della rivoluzione. Attraverso Paine è allora possibile superare quella barriera che ha diviso il dibattito storiografico tra chi ha trovato nella Rivoluzione del 1776 la conferma del carattere eccezionale della nazione americana – fin dalla sua origine rappresentata come esente dalla violenta conflittualità che invece investe il vecchio continente – e chi ha relegato il 1776 a data di secondo piano rispetto al 1789, individuando nell’illuminismo la presunta superiorità culturale europea. Da una sponda all’altra dell’Atlantico, la storiografia ha così implicitamente alzato un confine politico e intellettuale tra Europa e America, un confine che attraverso Paine è possibile valicare mostrandone la debolezza. Parlando di prospettiva atlantica, è però necessario sgombrare il campo da possibili equivoci: attraverso Paine, non intendiamo stabilire l’influenza della Rivoluzione americana su quella francese, né vogliamo mostrare l’influenza del pensiero politico europeo sulla Rivoluzione americana. Non si tratta cioè di stabilire un punto prospettico – americano o europeo – dal quale leggere Paine. L’obiettivo non è quello di sottrarre Paine agli americani per restituirlo agli inglesi che l’hanno tradito, condannandolo virtualmente a morte. Né è quello di confermare l’americanismo come suo unico lascito culturale e politico. Si tratta piuttosto di considerare il mondo atlantico come l’unico scenario nel quale è possibile leggere Paine. Per questo, facendo riferimento al complesso filone storiografico dell’ultimo decennio, sviluppato in modo diverso da Bernard Bailyn a Markus Rediker e Peter Linebaugh, parliamo di rivoluzione atlantica. Certo, Paine vede fallire nell’esperienza del Terrore quella rivoluzione che in America ha trionfato. Ciò non costituisce però un elemento sufficiente per riproporre l’interpretazione arendtiana della rivoluzione che, sulla scorta della storiografia del consenso degli anni cinquanta, ma con motivi di fascino e interesse che non sempre ritroviamo in quella storiografia, ha contribuito ad affermare un ‘eccezionalismo’ americano anche in Europa, rappresentando gli americani alle prese con il problema esclusivamente politico della forma di governo, e i francesi impegnati nel rompicapo della questione sociale della povertà. Rompicapo che non poteva non degenerare nella violenza francese del Terrore, mentre l’America riusciva a istituire pacificamente un nuovo governo rappresentativo facendo leva su una società non conflittuale. Attraverso Paine, è infatti possibile mostrare come – sebbene con intensità e modalità diverse – la rivoluzione incida sul processo di trasformazione commerciale della società che investe l’intero mondo atlantico. Nel suo andirivieni da una sponda all’altra dell’oceano, Paine non ragiona soltanto sulla politica – sulla modalità di organizzare una convivenza democratica attraverso la rappresentanza, convivenza che doveva trovare una propria legittimazione nel primato della costituzione come norma superiore alla legge stabilita dal popolo. Egli riflette anche sulla società commerciale, sui meccanismi che la muovono e le gerarchie che la attraversano, mostrando così precise linee di continuità che tengono insieme le due sponde dell’oceano non solo nella circolazione del linguaggio politico, ma anche nella comune trasformazione sociale che investe i termini del commercio, del possesso della proprietà e del lavoro, dell’arricchimento e dell’impoverimento. Con Paine, America e Europa non possono essere pensate separatamente, né – come invece suggerisce il grande lavoro di Robert Palmer, The Age of Democratic Revolution – possono essere inquadrate dentro un singolo e generale movimento rivoluzionario essenzialmente democratico. Emergono piuttosto tensioni e contraddizioni che investono il mondo atlantico allontanando e avvicinando continuamente le due sponde dell’oceano come due estremità di un elastico. Per questo, parliamo di società atlantica. Quanto detto trova conferma nella difficoltà con la quale la storiografia ricostruisce la figura politica di Paine dentro la vicenda rivoluzionaria americana. John Pocock riconosce la difficoltà di comprendere e spiegare Paine, quando sostiene che Common Sense non evoca coerentemente nessun prestabilito vocabolario atlantico e la figura di Paine non è sistemabile in alcuna categoria di pensiero politico. Partendo dal paradigma classico della virtù, legata antropologicamente al possesso della proprietà terriera, Pocock ricostruisce la permanenza del linguaggio repubblicano nel mondo atlantico senza riuscire a inserire Common Sense e Rights of Man nello svolgimento della rivoluzione. Sebbene non esplicitamente dichiarata, l’incapacità di comprendere il portato innovativo di Common Sense, in quella che è stata definita sintesi repubblicana, è evidente anche nel lavoro di Bernard Bailyn che spiega come l’origine ideologica della rivoluzione, radicata nella paura della cospirazione inglese contro la libertà e nel timore della degenerazione del potere, si traduca ben presto in un sentimento fortemente contrario alla democrazia. Segue questa prospettiva anche Gordon Wood, secondo il quale la chiamata repubblicana per l’indipendenza avanzata da Paine non parla al senso comune americano, critico della concezione radicale del governo rappresentativo come governo della maggioranza, che Paine presenta quando partecipa al dibattito costituzionale della Pennsylvania rivoluzionaria. Paine è quindi considerato soltanto nelle risposte repubblicane dei leader della guerra d’indipendenza che temono una possibile deriva democratica della rivoluzione. Paine viene in questo senso dimenticato. La sua figura è invece centrale della nuova lettura liberale della rivoluzione: Joyce Appleby e Isaac Kramnick contestano alla letteratura repubblicana di non aver compreso che la separazione tra società e governo – la prima intesa come benedizione, il secondo come male necessario – con cui si apre Common Sense rappresenta il tentativo riuscito di cogliere, spiegare e tradurre in linguaggio politico l’affermazione del capitalismo. In particolare, Appleby critica efficacemente il concetto d’ideologia proposto dalla storiografia repubblicana, perché presuppone una visione statica della società. L’affermazione del commercio fornirebbe invece quella possibilità di emancipazione attraverso il lavoro libero, che Paine coglie perfettamente promuovendo una visione della società per la quale il commercio avrebbe permesso di raggiungere la libertà senza il timore della degenerazione della rivoluzione nel disordine. Questa interpretazione di Paine individua in modo efficace un aspetto importante del suo pensiero politico, la sua profonda fiducia nel commercio come strumento di emancipazione e progresso. Tuttavia, non risulta essere fino in fondo coerente e pertinente, se vengono prese in considerazione le diverse agende politiche avanzate in seguito alla pubblicazione di Common Sense e di Rights of Man, né sembra reggere quando prendiamo in mano The Agrarian Justice (1797), il pamphlet nel quale Paine mette in discussione la sua profonda fiducia nel progresso della società commerciale. Diverso è il Paine che emerge dalla storiografia bottom-up, secondo la quale la rivoluzione non può più essere ridotta al momento repubblicano o all’affermazione senza tensione del liberalismo: lo studio della rivoluzione deve essere ampliato fino a comprendere quell’insieme di pratiche e discorsi che mirano all’incisiva trasformazione dell’esistente slegando il diritto di voto dalla qualifica proprietaria, perseguendo lo scopo di frenare l’accumulazione di ricchezza nelle mani di pochi con l’intento di ordinare la società secondo una logica di maggiore uguaglianza. Come dimostrano Eric Foner e Gregory Claeys, attraverso Paine è allora possibile rintracciare, sulla sponda americana come su quella inglese dell’Atlantico, forti pretese democratiche che non sembrano riducibili al linguaggio liberale, né a quello repubblicano. Paine viene così sottratto a rigide categorie storiografiche che per troppo tempo l’hanno consegnato tout court all’elogio del campo liberale o al silenzio di quello repubblicano. Facendo nostra la metodologia di ricerca elaborata dalla storiografia bottom-up per tenere insieme storia sociale e storia intellettuale, possiamo allora leggere Paine non solo per parlare di rivoluzione atlantica, ma anche di società atlantica: società e politica costituiscono un unico orizzonte d’indagine dal quale esce ridimensionata l’interpretazione della rivoluzione come rivoluzione esclusivamente politica, che – sebbene in modo diverso – tanto la storiografia repubblicana quanto quella liberale hanno rafforzato, alimentando indirettamente l’eccezionale successo americano contro la clamorosa disfatta europea. Entrambe le sponde dell’Atlantico mostrano una società in transizione: la costruzione della finanza nazionale con l’istituzione del debito pubblico e la creazione delle banche, la definizione delle forme giuridiche che stabiliscono modalità di possesso e impiego di proprietà e lavoro, costituiscono un complesso strumentario politico necessario allo sviluppo del commercio e al processo di accumulazione di ricchezza. Per questo, la trasformazione commerciale della società è legata a doppio filo con la rivoluzione politica. Ricostruire il modo nel quale Paine descrive e critica la società da una sponda all’altra dell’Atlantico mostra come la separazione della società dal governo non possa essere immediatamente interpretata come essenza del liberalismo economico e politico. La lettura liberale rappresenta senza ombra di dubbio un salto di qualità nell’interpretazione storiografica perché spiega in modo convincente come Paine traduca in discorso politico il passaggio da una società fortemente gerarchica come quella inglese, segnata dalla condizione di povertà e miseria comune alle diverse figure del lavoro, a una realtà sociale come quella americana decisamente più dinamica, dove il commercio e le terre libere a ovest offrono ampie possibilità di emancipazione e arricchimento attraverso il lavoro libero. Tuttavia, leggendo The Case of Officers of Excise (1772) e ricostruendo la sua attività editoriale alla guida del Pennsylvania Magazine (1775) è possibile giungere a una conclusione decisamente più complessa rispetto a quella suggerita dalla storiografia liberale: il commercio non sembra affatto definire una qualità non conflittuale del contesto atlantico. Piuttosto, nonostante l’assenza dell’antico ordine ‘cetuale’ europeo, esso investe la società di una tendenza alla trasformazione, la cui direzione, intensità e velocità dipendono anche dall’esito dello scontro politico in atto dentro la rivoluzione. Spostando l’attenzione su figure sociali che in quella letteratura sono di norma relegate in secondo piano, Paine mira infatti a democratizzare la concezione del commercio indicando nell’indipendenza personale la condizione comune alla quale poveri e lavoratori aspirano: per chi è coinvolto in prima persona nella lotta per l’indipendenza, la visione della società non indica allora un ordine naturale, dato e immutabile, quanto una scommessa sul futuro, un ideale che dovrebbe avviare un cambiamento sociale coerente con le diverse aspettative di emancipazione. Senza riconoscere questa valenza democratica del commercio non è possibile superare il consenso come presupposto incontestabile della Rivoluzione americana, nel quale tanto la storiografia repubblicana quanto quella librale tendono a cadere: non è possibile superare l’immagine statica della società americana, implicitamente descritta dalla prima, né andare oltre la visione di una società dinamica, ma priva di gerarchie e oppressione, come quella delineata dalla seconda. Le entusiastiche risposte e le violente critiche in favore e contro Common Sense, la dura polemica condotta in difesa o contro la costituzione radicale della Pennsylvania, la diatriba politica sul ruolo dei ricchi mercanti mostrano infatti una società in transizione lungo linee che sono contemporaneamente politiche e sociali. Dentro questo contesto conflittuale, repubblicanesimo e liberalismo non sembrano affatto competere l’uno contro l’altro per esercitare un’influenza egemone nella costruzione del governo rappresentativo. Vengono piuttosto mescolati e ridefiniti per rispondere alla pretese democratiche che provengono dalla parte bassa della società. Common Sense propone infatti un piano politico per l’indipendenza del tutto innovativo rispetto al modo nel quale le colonie hanno fino a quel momento condotto la controversia con la madre patria: la chiamata della convenzione rappresentativa di tutti gli individui per scrivere una nuova costituzione assume le sembianze di un vero e proprio potere costituente. Con la mobilitazione di ampie fasce della popolazione per vincere la guerra contro gli inglesi, le élite mercantili e proprietarie perdono il monopolio della parola e il processo decisionale è aperto anche a coloro che non hanno avuto voce nel governo coloniale. La dottrina dell’indipendenza assume così un carattere democratico. Paine non impiega direttamente il termine, tuttavia le risposte che seguono la pubblicazione di Common Sense lanciano esplicitamente la sfida della democrazia. Ciò mostra come la rivoluzione non possa essere letta semplicemente come affermazione ideologica del repubblicanesimo in continuità con la letteratura d’opposizione del Settecento britannico, o in alternativa come transizione non conflittuale al liberalismo economico e politico. Essa risulta piuttosto comprensibile nella tensione tra repubblicanesimo e democrazia: se dentro la rivoluzione (1776-1779) Paine contribuisce a democratizzare la società politica americana, allora – ed è questo un punto importante, non sufficientemente chiarito dalla storiografia – il recupero della letteratura repubblicana assume il carattere liberale di una strategia tesa a frenare le aspettative di chi considera la rivoluzione politica come un mezzo per superare la condizione di povertà e le disuguaglianze che pure segnano la società americana. La dialettica politica tra democrazia e repubblicanesimo consente di porre una questione fondamentale per comprendere la lunga vicenda intellettuale di Paine nella rivoluzione atlantica e anche il rapporto tra trasformazione sociale e rivoluzione politica: è possibile sostenere che in America la congiunzione storica di processo di accumulazione di ricchezza e costruzione del governo rappresentativo pone la società commerciale in transizione lungo linee capitalistiche? Questa non è certo una domanda che Paine pone esplicitamente, né in Paine troviamo una risposta esaustiva. Tuttavia, la sua collaborazione con i ricchi mercanti di Philadelphia suggerisce una valida direzione di indagine dalla quale emerge che il processo di costruzione del governo federale è connesso alla definizione di una cornice giuridica entro la quale possa essere realizzata l’accumulazione del capitale disperso nelle periferie dell’America indipendente. Paine viene così coinvolto in un frammentato e dilatato scontro politico dove – nonostante la conclusione della guerra contro gli inglesi nel 1783 – la rivoluzione non sembra affatto conclusa perché continua a muovere passioni che ostacolano la costruzione dell’ordine: leggere Paine fuori dalla rivoluzione (1780-1786) consente paradossalmente di descrivere la lunga durata della rivoluzione e di considerare la questione della transizione dalla forma confederale a quella federale dell’unione come un problema di limiti della democrazia. Ricostruire la vicenda politica e intellettuale di Paine in America permette infine di evidenziare un ambiguità costitutiva della società commerciale dentro la quale il progetto politico dei ricchi mercanti entra in tensione con un’attitudine popolare critica del primo processo di accumulazione che rappresenta un presupposto indispensabile all’affermazione del capitalismo. La rivoluzione politica apre in questo senso la società commerciale a una lunga e conflittuale transizione verso il capitalismo Ciò risulta ancora più evidente leggendo Paine in Europa (1791-1797). Da una sponda all’altra dell’Atlantico, con Rights of Man egli esplicita ciò che in America ha preferito mantenere implicito, pur raccogliendo la sfida democratica lanciata dai friend of Common Sense: il salto in avanti che la rivoluzione atlantica deve determinare nel progresso dell’umanità è quello di realizzare la repubblica come vera e propria democrazia rappresentativa. Tuttavia, il fallimento del progetto politico di convocare una convenzione nazionale in Inghilterra e la degenerazione dell’esperienza repubblicana francese nel Terrore costringono Paine a mettere in discussione quella fiducia nel commercio che la storiografia liberale ha con grande profitto mostrato: il mancato compimento della rivoluzione in Europa trova infatti spiegazione nella temporanea impossibilità di tenere insieme democrazia rappresentativa e società commerciale. Nel contesto europeo, fortemente disgregato e segnato da durature gerarchie e forti disuguaglianze, con The Agrarian Justice, Paine individua nel lavoro salariato la causa del contraddittorio andamento – di arricchimento e impoverimento – dello sviluppo economico della società commerciale. La tendenza all’accumulazione non è quindi l’unica qualità della società commerciale in transizione. Attraverso Paine, possiamo individuare un altro carattere decisivo per comprendere la trasformazione sociale, quello dell’affermazione del lavoro salariato. Non solo in Europa. Al ritorno in America, Paine non porta con sé la critica della società commerciale. Ciò non trova spiegazione esclusivamente nel minor grado di disuguaglianza della società americana. Leggendo Paine in assenza di Paine (1787-1802) – ovvero ricostruendo il modo nel quale dall’Europa egli discute, critica e influenza la politica americana – mostreremo come la costituzione federale acquisisca gradualmente la supremazia sulla conflittualità sociale. Ciò non significa che l’America indipendente sia caratterizzata da un unanime consenso costituzionale. Piuttosto, è segnata da un lungo e tortuoso processo di stabilizzazione che esclude la democrazia dall’immediato orizzonte della repubblica americana. Senza successo, Paine torna infatti a promuovere una nuova sfida democratica come nella Pennsylvania rivoluzionaria degli anni settanta. E’ allora possibile vedere come la rivoluzione atlantica venga stroncata su entrambe le sponde dell’oceano: i grandi protagonisti della politica atlantica che prendono direttamente parola contro l’agenda democratica painita – Edmund Burke, Boissy d’Anglas e John Quincy Adams – spostano l’attenzione dal governo alla società per rafforzare le gerarchie determinate dal possesso di proprietà e dall’affermazione del lavoro salariato. Dentro la rivoluzione atlantica, viene così svolto un preciso compito politico, quello di contribuire alla formazione di un ambiente sociale e culturale favorevole all’affermazione del capitalismo – dalla trasformazione commerciale della società alla futura innovazione industriale. Ciò emerge in tutta evidenza quando sulla superficie increspata dell’oceano Atlantico compare nuovamente Paine: a Londra come a New York. Abbandonando quella positiva visione del commercio come vettore di emancipazione personale e collettiva, nel primo trentennio del diciannovesimo secolo, i lavoratori delle prime manifatture compongono l’agenda radicale che Paine lascia in eredità in un linguaggio democratico che assume così la valenza di linguaggio di classe. La diversa prospettiva politica sulla società elaborata da Paine in Europa torna allora d’attualità, anche in America. Ciò consente in conclusione di discutere quella storiografia secondo la quale nella repubblica dal 1787 al 1830 il trionfo della democrazia ha luogo – senza tensione e conflittualità – insieme con la lineare e incontestata affermazione del capitalismo: leggere Paine nella rivoluzione atlantica consente di superare quell’approccio storiografico che tende a ricostruire la circolazione di un unico paradigma linguistico o di un’ideologia dominante, finendo per chiudere la grande esperienza rivoluzionaria atlantica in un tempo limitato – quello del 1776 o in alternativa del 1789 – e in uno spazio chiuso delimitato dai confini delle singole nazioni. Quello che emerge attraverso Paine è invece una società atlantica in transizione lungo linee politiche e sociali che tracciano una direzione di marcia verso il capitalismo, una direzione affatto esente dal conflitto. Neanche sulla sponda americana dell’oceano, dove attraverso Paine è possibile sottolineare una precisa congiunzione storica tra rivoluzione politica, costruzione del governo federale e transizione al capitalismo. Una congiunzione per la quale la sfida democratica non risulta affatto sconfitta: sebbene venga allontanata dall’orizzonte immediato della rivoluzione, nell’arco di neanche un ventennio dalla morte di Paine nel 1809, essa torna a muovere le acque dell’oceano – con le parole di Melville – come un violento accesso di febbre contagiosa destinato a turbare l’organismo costituzionalmente sano del mondo atlantico. Per questo, come scrive John Adams nel 1805 quella che il 1776 apre potrebbe essere chiamata “the Age of Folly, Vice, Frenzy, Brutality, Daemons, Buonaparte -…- or the Age of the burning Brand from the Bottomless Pit”. Non può però essere chiamata “the Age of Reason”, perché è l’epoca di Paine: “whether any man in the world has had more influence on its inhabitants or affairs for the last thirty years than Tom Paine” -…- there can be no severer satyr on the age. For such a mongrel between pig and puppy, begotten by a wild boar on a bitch wolf, never before in any age of the world was suffered by the poltroonery of mankind, to run through such a career of mischief. Call it then the Age of Paine”.

Asset management of wastewater networks

Asset Management (AM) is a set of procedures operable at the strategic-tacticaloperational level, for the management of the physical asset’s performance, associated risks and costs within its whole life-cycle. AM combines the engineering, managerial and informatics points of view. In addition to internal drivers, AM is driven by the demands of customers (social pull) and regulators (environmental mandates and economic considerations). AM can follow either a top-down or a bottom-up approach. Considering rehabilitation planning at the bottom-up level, the main issue would be to rehabilitate the right pipe at the right time with the right technique. Finding the right pipe may be possible and practicable, but determining the timeliness of the rehabilitation and the choice of the techniques adopted to rehabilitate is a bit abstruse. It is a truism that rehabilitating an asset too early is unwise, just as doing it late may have entailed extra expenses en route, in addition to the cost of the exercise of rehabilitation per se. One is confronted with a typical ‘Hamlet-isque dilemma’ – ‘to repair or not to repair’; or put in another way, ‘to replace or not to replace’. The decision in this case is governed by three factors, not necessarily interrelated – quality of customer service, costs and budget in the life cycle of the asset in question. The goal of replacement planning is to find the juncture in the asset’s life cycle where the cost of replacement is balanced by the rising maintenance costs and the declining level of service. System maintenance aims at improving performance and maintaining the asset in good working condition for as long as possible. Effective planning is used to target maintenance activities to meet these goals and minimize costly exigencies. The main objective of this dissertation is to develop a process-model for asset replacement planning. The aim of the model is to determine the optimal pipe replacement year by comparing, temporally, the annual operating and maintenance costs of the existing asset and the annuity of the investment in a new equivalent pipe, at the best market price. It is proposed that risk cost provide an appropriate framework to decide the balance between investment for replacing or operational expenditures for maintaining an asset. The model describes a practical approach to estimate when an asset should be replaced. A comprehensive list of criteria to be considered is outlined, the main criteria being a visà- vis between maintenance and replacement expenditures. The costs to maintain the assets should be described by a cost function related to the asset type, the risks to the safety of people and property owing to declining condition of asset, and the predicted frequency of failures. The cost functions reflect the condition of the existing asset at the time the decision to maintain or replace is taken: age, level of deterioration, risk of failure. The process model is applied in the wastewater network of Oslo, the capital city of Norway, and uses available real-world information to forecast life-cycle costs of maintenance and rehabilitation strategies and support infrastructure management decisions. The case study provides an insight into the various definitions of ‘asset lifetime’ – service life, economic life and physical life. The results recommend that one common value for lifetime should not be applied to the all the pipelines in the stock for investment planning in the long-term period; rather it would be wiser to define different values for different cohorts of pipelines to reduce the uncertainties associated with generalisations for simplification. It is envisaged that more criteria the municipality is able to include, to estimate maintenance costs for the existing assets, the more precise will the estimation of the expected service life be. The ability to include social costs enables to compute the asset life, not only based on its physical characterisation, but also on the sensitivity of network areas to social impact of failures. The type of economic analysis is very sensitive to model parameters that are difficult to determine accurately. The main value of this approach is the effort to demonstrate that it is possible to include, in decision-making, factors as the cost of the risk associated with a decline in level of performance, the level of this deterioration and the asset’s depreciation rate, without looking at age as the sole criterion for making decisions regarding replacements.

Mechanisms of cell senescence: p21 and DNA damage response in aging and longevity

Theory of aging postulates that aging is a remodeling process where the body of survivors progressively adapts to internal and external damaging agents they are exposed to during several decades. Thus , stress response and adaptation mechanisms play a fundamental role in the aging process where the capability of adaptating effects, certainly, also is related the lifespan of each individual. A key gene linking aging to stress response is indeed p21, an induction of cyclin-dependent kinase inhibitor which triggers cell growth arrest associated with senescence and damage response and notably is involved in the up-regulation of multiple genes that have been associated with senescence or implicated in age-related . This PhD thesis project that has been performed in collaboration with the Roninson Lab at Ordway Research Institute in Albany, NY had two main aims: -the testing the hypothesis that p21 polymorphisms are involved in longevity -Evaluating age-associated differences in gene expression and transcriptional response to p21 and DNA damage In the first project, trough PCR-sequencing and Sequenom strategies, we we found out that there are about 30 polymorphic variants in the p21 gene. In addition, we found an haplotpype located in -5kb region of the p21 promoter whose frequency is ~ 2 fold higher in centenarians than in the general population (Large-scale analysis of haplotype frequencies is currently in progress). Functional studies I carried out on the promoter highilighted that the ―centenarian‖ haplotype doesn’t affect the basal p21 promoter activity or its response to p53. However, there are many other possible physiological conditions in which the centenarian allele of the p21 promoter may potentially show a different response (IL6, IFN,progesterone, vitamin E, Vitamin D etc). In the second part, project #2, trough Microarrays we seeked to evaluate the differences in gene expression between centenarians, elderly, young in dermal fibroblast cultures and their response to p21 and DNA damage. Microarray analysis of gene expression in dermal fibroblast cultures of individuals of different ages yielded a tentative "centenarian signature". A subset of genes that were up- or downregulated in centenarians showed the same response to ectopic expression of p21, yielding a putative "p21-centenarian" signature. Trough RQ-PCR (as well Microarrays studies whose analysis is in progress) we tested the DNA damage response of the p21-centenarian signature genes showing a correlation stress/aging in additional sets of young and old samples treated with p21-inducing drug doxorubicin thus finding for a subset of of them , a response to stress age-related.

Supramolecular hybrid organic-inorganic multicomponent architectures in solution and on surface

Supramolecular architectures can be built-up from a single molecular component (building block) to obtain a complex of organic or inorganic interactions creating a new emergent condensed phase of matter, such as gels, liquid crystals and solid crystal. Further the generation of multicomponent supramolecular hybrid architecture, a mix of organic and inorganic components, increases the complexity of the condensed aggregate with functional properties useful for important areas of research, like material science, medicine and nanotechnology. One may design a molecule storing a recognition pattern and programming a informed self-organization process enables to grow-up into a hierarchical architecture. From a molecular level to a supramolecular level, in a bottom-up fashion, it is possible to create a new emergent structure-function, where the system, as a whole, is open to its own environment to exchange energy, matter and information. “The emergent property of the whole assembly is superior to the sum of a singles parts”. In this thesis I present new architectures and functional materials built through the selfassembly of guanosine, in the absence or in the presence of a cation, in solution and on the surface. By appropriate manipulation of intermolecular non-covalent interactions the spatial (structural) and temporal (dynamic) features of these supramolecular architectures are controlled. Guanosine G7 (5',3'-di-decanoil-deoxi-guanosine) is able to interconvert reversibly between a supramolecular polymer and a discrete octameric species by dynamic cation binding and release. Guanosine G16 (2',3'-O-Isopropylidene-5'-O-decylguanosine) shows selectivity binding from a mix of different cation's nature. Remarkably, reversibility, selectivity, adaptability and serendipity are mutual features to appreciate the creativity of a molecular self-organization complex system into a multilevelscale hierarchical growth. The creativity - in general sense, the creation of a new thing, a new thinking, a new functionality or a new structure - emerges from a contamination process of different disciplines such as biology, chemistry, physics, architecture, design, philosophy and science of complexity.

Ruolo della PLCγ1 e della PKCε nel differenziamento miogenico

Phospholipase C (PLC) has been known to be a key effector protein in signal transduction pathway for cell proliferation and differentiation. Studies on signalling through the insulin/IGF-1 receptors in muscle differentiation have revealed that PLCγ1 is involved during this process and that both mRNA and protein levels were increased during myogenesis. Based on increasing signal transduction pathways that required both PLCγ1 and PKCε, we investigated its role in insulin stimulation of skeletal muscle differentiation. The precise effects of insulin on specific PKC isoforms are as yet unknown. Insulin stimulation produced a gradual increase in PKCε expression and activation of PKCε through skeletal muscle differentiation. By immunoprecipitation we have demonstrated that endogenous PLCγ1 and PKCε belong to the same immunocomplex that increase during through myogenic differentiation. Furthermore, the SH domain of PLCγ1 is involved in the protein complex and that its confine to the Golgi membrane. PLCγ1 has been involved in cyclin D3 up-regulation. By overexpression and silencing approach we have evidenced that PKCε modulate the espression of cyclin D3; the kinase dead form of PKCε doesn’t maintain the same ability. Using a reporter hGH vector we proved that PKCε acts at transcriptional level by affecting the -37 region of cyclin D3 promoter, as has been described previous for PLCγ1. In summary this data proved the involvement of PKCε in the regulation of cyclin D3 expression, together with PLCγ1.

Insulin and TOR pathways regulate cellular and organismal growth through the myc oncogene in Drosophila

A large body of literature documents in both mice and Drosophila the involvement of Insulin pathway in growth regulation, probably due to its role in glucose and lipid import, nutrient storage, and translation of RNAs implicated in ribosome biogenesis (Vanhaesebroeck et al. 2001). Moreover several lines of evidence implicate this pathway as a causal factor in cancer (Sale, 2008; Zeng and Yee 2007; Hursting et al., 2007; Chan et al., 2008). With regards to Myc, studies in cell culture have implied this family of transcription factors as regulators of the cell cycle that are rapidly induced in response to growth factors. Myc is a potent oncogene, rearranged and overexpressed in a wide range of human tumors and necessary during development. Its conditional knock-out in mice results in reduction of body weight due to defect in cell proliferation (Trumpp et al. 2001). Evidence from in vivo studies in Drosophila and mammals suggests a critical function for myc in cell growth regulation (Iritani and Eisenman 1999; Johnston et al. 1999; Kim et al. 2000; de Alboran et al. 2001; Douglas et al. 2001). This role is supported by our analysis of Myc target genes in Drosophila, which include genes involved in RNA binding, processing, ribosome biogenesis and nucleolar function (Orain et al 2003, Bellosta et al., 2005, Hulf et al, 2005). The fact that Insulin signaling and Myc have both been associated with growth control suggests that they may interact with each other. However, genetic evidence suggesting that Insulin signaling regulates Myc in vivo is lacking. In this work we were able to show, for the first time, a direct modulation of dMyc in response to Insulin stimulation/silencing both in vitro and in vivo. Our results suggest that dMyc up-regulation in response to DILPs signaling occurs both at the mRNA and potein level. We believe dMyc protein accumulation after Insulin signaling activation is conditioned to AKT-dependent GSK3β/sgg inactivation. In fact, we were able to demonstate that dMyc protein stabilization through phosphorylation is a conserved feature between Drosophila and vertebrates and requires multiple events. The final phosphorylation step, that results in a non-stable form of dMyc protein, ready to be degraded by the proteasome, is performed by GSK3β/sgg kinase (Sears, 2004). At the same time we demonstrated that CKI family of protein kinase are required to prime dMyc phosphorylation. DILPs and TOR/Nutrient signalings are known to communicate at several levels (Neufeld, 2003). For this reason we further investigated TOR contribution to dMyc-dependent growth regulation. dMyc protein accumulates in S2 cells after aminoacid stimulation, while its mRNA does not seem to be affected upon TORC1 inhibition, suggesting that the Nutrient pathway regulates dMyc mostly post-transcriptionally. In support to this hypothesis, we observed a TORC1-dependent GSK3β/sgg inactivation, further confirming a synergic effect of DILPs and Nutrients on dMyc protein stability. On the other hand, our data show that Rheb but not S6K, both downstream of the TOR kinase, contributes to the dMyc-induced growth of the eye tissue, suggesting that Rheb controls growth independently of S6K.. Moreover, Rheb seems to be able to regulate organ size during development inducing cell death, a mechanism no longer occurring in absence of dmyc. These observations suggest that Rheb might control growth through a new pathway independent of TOR/S6K but still dependent on dMyc. In order to dissect the mechanism of dMyc regulation in response to these events, we analyzed the relative contribution of Rheb, TOR and S6K to dMyc expression, biochemically in S2 cells and in vivo in morphogenetic clones and we further confirmed an interplay between Rheb and Myc that seems to be indipendent from TOR. In this work we clarified the mechanisms that stabilize dMyc protein in vitro and in vivo and we observed for the first time dMyc responsiveness to DILPs and TOR. At the same time, we discovered a new branch of the Nutrient pathway that appears to drive growth through dMyc but indipendently from TOR. We believe our work shed light on the mechanisms cells use to grow or restrain growth in presence/absence of growth promoting cues and for this reason it contributes to understand the physiology of growth control.

Alimenti Funzionali e Componenti Nutraceutici come Biomodulatori

Recent knowledge supports the hypothesis that, beyond meeting nutrition needs, diet may modulate various functions in the body and play beneficial roles in some diseases. Research on functional foods is addressing the physiologic effects and health benefits of foods and food components, with the aim of authorizing specific health claims. The recognition that oxidative stress plays a major role in the pathophysiology of cardiac disorders has led to extensive investigations of the protective effects of exogenous antioxidants, but results are controversial. A promising strategy for protecting cardiac cells against oxidative damage may be through the induction of endogenous phase 2 enzymes with the enhancement of cellular antioxidant capacity. Sulforaphane (SF), a naturally occurring isothiocyanate abundant in Cruciferous vegetables, has gained attention as a potential chemopreventive compound thanks to its ability to induce several classes of genes implicated in reactive oxygen species (ROS) and electrophiles detoxification. Antioxidant responsive element (ARE)-mediated gene induction is a pivotal mechanism of cellular defence against the toxicity of electrophiles and ROS. The transcription factor NF-E2-related factor-2 (Nrf2), is essential for the up-regulation of these genes. We investigated whether SF could exert cardioprotective effects against oxidative stress and elucidated the mechanisms underpinning these effects. Accordingly, using cultured rat neonatal cardiomyocytes as a model system, we evaluated the time-dependent induction of gene transcription, the corresponding protein expression and activity of various antioxidant and phase 2 enzymes (catalase, superoxide dismutase, glutathione and related enzymes glutathione reductase, glutathione peroxidase and glutathione S-transferase, NAD(P)H: quinone oxidoreductase 1 and thioredoxine reductase) elicited by SF. The results were correlated to intracellular ROS production and cell viability after oxidative stress generated by H2O2, and confirmed the ability of SF to exert cytoprotective effects acting as an indirect antioxidant. Furthermore, to get better insight into SF mechanism of action, we investigated the effect of SF treatment on Nrf2 and the upstream signalling pathways MAPK ERK1/2 and PI3K/Akt, known to mediate a pro survival signal in the heart. The use of specific inhibitors of ERK1/2 and Akt phosphorylation demonstrated their involvement in phase 2 enzymes induction. The concentration of SF tested in this study is comparable to peak plasma concentration achieved after dietary exposure giving clear relevance to our data to support dietary intake of Cruciferous vegetables in cytoprotection against oxidative stress, a common determinant of many cardiovascular diseases.

Il Progetto Good Water Neighbors nella pratica quotidiana: il people to people approach alla prova delle comunità israeliane, palestinesi e giordane. L'acqua quale strumento di pace e di empowerment sociale nel quadro del conflitto arabo-israeliano

Il Medio Oriente è una regione in cui le scarse risorse idriche giocano un ruolo fondamentale nei rapporti e nelle relazioni tra gli Stati. Soprattutto nell'area di Israele, Palestina e Giordania la natura transfrontaliera delle fonti idriche condivise è considerata da qualche ricercatore come un catalizzatore del più ampio conflitto arabo-israeliano. Altri studiosi, tuttavia, vedono nella cooperazione regionale sulle risorse idriche un potenziale cammino verso una pace duratura veicolata dalla natura interdipendente delle fonti idriche comuni a più territori. Dato che l'acqua è l'elemento che per molti aspetti contribuisce allo sviluppo sociale ed economico e dato che le fonti idriche sotterranee e di superficie non conoscono confini e si muovono liberamente nel territorio, la cooperazione tra gli Stati rivieraschi delle risorse idriche dovrebbe arrivare a prevalere sul conflitto. Unica nel suo genere, l'ong trilaterale israelo-palestinese giordana Friends of the Earth Middle East, FoEME, ha fatto proprio tale auspicio e dal 1994 punta a sviluppare progetti di cooperazione per la salvaguardia del patrimonio naturale dell'area del bacino del fiume Giordano e del Mar Morto. Attraverso l'esperienza del Progetto Good Water Neighbors, GWN, avviato nel 2002, sta lavorando ad una serie di iniziative nel campo dell'environmental awareness e del social empowerment a favore di comunità  israeliane, palestinesi e giordane transfrontaliere che condividono risorse idriche sotterranee o di superficie. Operando inizialmente a livello locale per identificare i problemi idrico-ambientali di ogni comunità  selezionata e lavorare con i cittadini (ragazzi, famiglie e amministratori municipali) per migliorare la conoscenza idrica locale attraverso attività  di educazione ambientale, di water awareness e piani di sviluppo urbano eco-compatibile, il Progetto GWN ha facilitato a livello transfrontaliero i rapporti tra le comunità  confinanti abbattendo la barriera di sfiducia e sospetto che normalmente impedisce relazioni pacifiche, ha coadiuvato l'analisi dei problemi idrici comuni cercando di risolverli attraverso uno sforzo programmatico condiviso e sostenibile, per giungere infine a livello regionale ad incoraggiare la gestione idrica comune attraverso lo scambio di informazioni, il dialogo e lo sforzo/impegno cooperativo congiunto tra gli attori parte del GWN al fine di incentivare la pace attraverso l'interesse comune della tutela delle fonti idriche condivise. Gli approcci di local development e participation, le azioni di confidence building e il peacebuilding attraverso la tutela ambientale applicati con il metodo di bottom up all'interno di un contesto non pacificato come quello del conflitto arabo-israeliano, fanno del Progetto GWN un esperimento innovativo e originale. Le comunità  israeliane, palestinesi e giordane selezionate hanno imparato a migliorare le proprie condizioni idrico-ambiennali cooperando assieme e sfruttando l'interdipendenza dalle fonti idriche condivise, avviando nel contempo rapporti pacifici con società  sempre considerate nemiche. La sfida è stata quella di far comprendere le potenzialità  di una cooperazione locale, in vista di un coordinamento regionale e di uno sforzo comune in grado di generare un beneficio collettivo. La lezione appresa finora durante questi primi sette anni di Progetto è stata quella di capire che non è necessario attendere la fine del conflitto per poter essere di aiuto alle proprie comunità  o per un benessere personale, ma si può agire subito, anche nel pieno dell'Intifada al-Aqsa e con i coprifuoco.

The role of interleuchin 6 (IL-6) in the promotion of an aggressive and stem cell-like phenotype in human breast cancer cells and in stem/progenitor cells expanded in vitro as mammospheres

High serum levels of Interleukin-6 (IL-6) correlate with poor outcome in breast cancer patients. However no data are available on the relationship between IL-6 and stem/progenitor cells which may fuel the genesis of breast cancer in vivo. Herein, we address this issue in mammospheres (MS), multi-cellular structures enriched in stem/progenitor cells of the mammary gland, and also in MCF-7 breast cancer cells. We show that MS from node invasive breast carcinoma tissues express IL-6 mRNA at higher levels than MS from matched non-neoplastic mammary glands. We find that IL-6 mRNA is detectable only in basal-like breast carcinoma tissues, an aggressive variant showing stem cell features. Our results reveal that IL-6 triggers a Notch-3-dependent up-regulation of the Notch ligand Jagged-1, whose interaction with Notch-3 promotes the growth of MS and MCF-7 derived spheroids. Moreover, IL-6 induces a Notch-3-dependent up-regulation of the carbonic anhydrase IX gene, which promotes a hypoxia-resistant/invasive phenotype in MCF-7 cells and MS. Finally, an autocrine IL-6 loop relies upon Notch-3 activity to sustain the aggressive features of MCF-7-derived hypoxia-selected cells. In conclusion, our data support the hypothesis that IL-6 induces malignant features in Notch-3 expressing, stem/progenitor cells from human ductal breast carcinoma and normal mammary gland.

Supramolecular functional assemblies with photo or chemical addressability

Supramolecular self-assembly represents a key technology for the spontaneous construction of nanoarchitectures and for the fabrication of materials with enhanced physical and chemical properties. In addition, a significant asset of supramolecular self-assemblies rests on their reversible formation, thanks to the kinetic lability of their non-covalent interactions. This dynamic nature can be exploited for the development of “self-healing” and “smart” materials towards the tuning of their functional properties upon various external factors. One particular intriguing objective in the field is to reach a high level of control over the shape and size of the supramolecular architectures, in order to produce well-defined functional nanostructures by rational design. In this direction, many investigations have been pursued toward the construction of self-assembled objects from numerous low-molecular weight scaffolds, for instance by exploiting multiple directional hydrogen-bonding interactions. In particular, nucleobases have been used as supramolecular synthons as a result of their efficiency to code for non-covalent interaction motifs. Among nucleobases, guanine represents the most versatile one, because of its different H-bond donor and acceptor sites which display self-complementary patterns of interactions. Interestingly, and depending on the environmental conditions, guanosine derivatives can form various types of structures. Most of the supramolecular architectures reported in this Thesis from guanosine derivatives require the presence of a cation which stabilizes, via dipole-ion interactions, the macrocyclic G-quartet that can, in turn, stack in columnar G-quadruplex arrangements. In addition, in absence of cations, guanosine can polymerize via hydrogen bonding to give a variety of supramolecular networks including linear ribbons. This complex supramolecular behavior confers to the guanine-guanine interactions their upper interest among all the homonucleobases studied. They have been subjected to intense investigations in various areas ranging from structural biology and medicinal chemistry – guanine-rich sequences are abundant in telomeric ends of chromosomes and promoter regions of DNA, and are capable of forming G-quartet based structures– to material science and nanotechnology. This Thesis, organized into five Chapters, describes mainly some recent advances in the form and function provided by self-assembly of guanine based systems. More generally, Chapter 4 will focus on the construction of supramolecular self-assemblies whose self-assembling process and self-assembled architectures can be controlled by light as external stimulus. Chapter 1 will describe some of the many recent studies of G-quartets in the general area of nanoscience. Natural G- quadruplexes can be useful motifs to build new structures and biomaterials such as self-assembled nanomachines, biosensors, therapeutic aptamer and catalysts. In Chapters 2-4 it is pointed out the core concept held in this PhD Thesis, i.e. the supramolecular organization of lipophilic guanosine derivatives with photo or chemical addressability. Chapter 2 will mainly focus on the use of cation-templated guanosine derivatives as a potential scaffold for designing functional materials with tailored physical properties, showing a new way to control the bottom-up realization of well-defined nanoarchitectures. In section 2.6.7, the self-assembly properties of compound 28a may be considered an example of open-shell moieties ordered by a supramolecular guanosine architecture showing a new (magnetic) property. Chapter 3 will report on ribbon-like structures, supramolecular architectures formed by guanosine derivatives that may be of interest for the fabrication of molecular nanowires within the framework of future molecular electronic applications. In section 3.4 we investigate the supramolecular polymerizations of derivatives dG 1 and G 30 by light scattering technique and TEM experiments. The obtained data reveal the presence of several levels of organization due to the hierarchical self-assembly of the guanosine units in ribbons that in turn aggregate in fibrillar or lamellar soft structures. The elucidation of these structures furnishes an explanation to the physical behaviour of guanosine units which display organogelator properties. Chapter 4 will describe photoresponsive self-assembling systems. Numerous research examples have demonstrated that the use of photochromic molecules in supramolecular self-assemblies is the most reasonable method to noninvasively manipulate their degree of aggregation and supramolecular architectures. In section 4.4 we report on the photocontrolled self-assembly of modified guanosine nucleobase E-42: by the introduction of a photoactive moiety at C8 it is possible to operate a photocontrol over the self-assembly of the molecule, where the existence of G-quartets can be alternately switched on and off. In section 4.5 we focus on the use of cyclodextrins as photoresponsive host-guest assemblies: αCD–azobenzene conjugates 47-48 (section 4.5.3) are synthesized in order to obtain a photoresponsive system exhibiting a fine photocontrollable degree of aggregation and self-assembled architecture. Finally, Chapter 5 contains the experimental protocols used for the research described in Chapters 2-4.

The immunogenicity of chemically derived zwitterionic polysaccharides

Bacterial capsular polysaccharides (PS) which naturally contain zwitterionic charge motifs (ZPS) possess specific immunostimulatory activity, leading to direct activation of antigen-presenting cells (APCs) through Toll-like receptor 2 (TLR2) and of T cells in co-culture systems. When administered intraperitoneally, ZPS and bacteria expressing them are involved in the induction or regulation of T-cell dependent inflammatory processes such as intra-abdominal abscess formation. Moreover it has been published that ZPSs are processed to low molecular weight carbohydrates and presented to T cells through a pathway similar to that used for protein antigens. These findings were in contrast with the paradigm according to which polysaccharides are T-independent antigens unable to be presented in association with MHC class II molecules and unable to induce a protective immune response. For this reason in glycoconjugate vaccines polysaccharides often need to be conjugated to a carrier protein to induce protection. The aim of our work was to generate vaccine candidates with antigen and adjuvant properties in one molecule by the chemical introduction of a positive charge into naturally anionic PS from group B streptococcus (GBS). The resulting zwitterionic PS (ZPS) has the ability to activate human and mouse APCs, and in mixed co-cultures of monocytes and T cells, ZPS induce MHC II-dependent T-cell proliferation and up-regulation of activation markers. TLR2 transfectants show reporter gene transcription upon incubation with ZPS and these stimulatory qualities can be blocked by anti-TLR2 mAbs or by the destruction of the zwitterionic motif. However, in vivo, ZPS used alone as vaccine antigen failed to induce protection against GBS challenge, a result which does not confirm the above mentioned postulate that ZPS are T-cell dependent Ags by virtue of their charge motif. Thus to make ZPS visible to the immune system we have conjugated ZPS with a carrier protein. ZPS-glycoconjugates induce higher T cell and Ab responses to carrier and PS, respectively, compared to control PS-glycoconjugates made with the native polysaccharide form. Moreover, protection of mothers or neonate offspring from lethal GBS challenge is better when mothers are immunized with ZPS-conjugates compared to immunization with PS-conjugates. In TLR2 knockout mice, ZPS-conjugates lose both their increased immunogenicity and protective effect after vaccination. When ZPS are co-administered as adjuvants with unconjugated tetanus toxoid (TT), they have the ability to increase the TT-specific antibody titer. In conclusion, glycoconjugates containing ZPS are potent vaccines. They target Ag to TLR2-expressing APCs and activate these APCs, leading to better T cell priming and ultimately to higher protective Ab titers. Thus, rational chemical design can generate potent novel PS-adjuvants with wide application, including glycoconjugates and co-administration with unrelated protein Ags.

Infiammazione e cancro: l'interazione COX-2/CA-IX promuove il potenziale invasivo e la sopravvivenza in ipossia delle cellule del cancro colon-rettale

Cyclooxygenase-2/Carbonic anhydrase-IX up-regulation promotes invasive potential and hypoxia survival in colorectal cancer cells Purpose: Cyclooxygenase-2 (COX-2) is a major mediator of inflammation, playing a pivotal role in colorectal carcinogenesis. Hypoxia is an universal hallmark of solid tumour in vivo. This investigation was prompted by the observation that in colorectal cancer cells the expression of COX-2 protein is positively correlated with that of the hypoxia survival gene Carbonic Anhydrase-IX (CA-IX). Experimental Design: Since COX-2 gene expression and activity is increased in hypoxia, and that CA-IX is expressed also in normoxia in colorectal cancer cells, we tested the hypothesis that COX-2 activity in normoxia, as well as in hypoxia may be functionally linked to that of CA-IX gene. We investigated the role of COX-2 and CA-IX in colorectal cancer cell lines. In this regard, we performed RNA interference to knockdown COX-2 gene in vitro and immunohistochemistry to evaluate the protein expression of COX-2 and CA-IX in human colon cancer tissue specimens ex vivo. Results: We found that COX-2, by PGE2 production, controls CA-IX gene expression in an ERK dependent manner. In line with this finding, we also showed that the COX-2 inhibition by a specific short harpin COX-2 RNA (shCOX-2) or by a specific drug (SC-236), down-regulated CA-IX expression in colon cancer cells. We then exposed colon cancer cells to hypoxia stimuli and found that COX-2/CA-IX interplay promoted hypoxia survival. Moreover, we also report that COX-2/CA-IX interplay triggers Matrix Metalloproteinase 2/9 (MMP-2/9) activation and enhances the invasiveness of colorectal cancer cells. Thus given our above observations, we found that CA-IX and COX-2 protein expressions correlate with more aggressive stage colorectal cancer tissues ex vivo. Conclusions: Taken together these data indicate that COX-2/CA-IX interplay promotes an aggressive phenotype (hypoxia survival and invasiveness) which can be modulated in vitro by COX-2 selective inhibition and which may play a role in determining the biological aggressiveness of colorectal tumours. Moreover, in vitro and ex vivo data also suggest that the signatures of inflammation (COX-2) and hypoxia (CA-IX) may be difficult to be disentangled in colon cancer, being both responsible for the up-regulation of the same pathways.