A multidisciplinary approach to the study of protein dynamics and signal transmission

Allostery is a phenomenon of fundamental importance in biology, allowing regulation of function and dynamic adaptability of enzymes and proteins. Despite the allosteric effect was first observed more than a century ago allostery remains a biophysical enigma, defined as the “second secret of life”. The challenge is mainly associated to the rather complex nature of the allosteric mechanisms, which manifests itself as the alteration of the biological function of a protein/enzyme (e.g. ligand/substrate binding at the active site) by binding of “other object” (“allos stereos” in Greek) at a site distant (> 1 nanometer) from the active site, namely the effector site. Thus, at the heart of allostery there is signal propagation from the effector to the active site through a dense protein matrix, with a fundamental challenge being represented by the elucidation of the physico-chemical interactions between amino acid residues allowing communicatio n between the two binding sites, i.e. the “allosteric pathways”. Here, we propose a multidisciplinary approach based on a combination of computational chemistry, involving molecular dynamics simulations of protein motions, (bio)physical analysis of allosteric systems, including multiple sequence alignments of known allosteric systems, and mathematical tools based on graph theory and machine learning that can greatly help understanding the complexity of dynamical interactions involved in the different allosteric systems. The project aims at developing robust and fast tools to identify unknown allosteric pathways. The characterization and predictions of such allosteric spots could elucidate and fully exploit the power of allosteric modulation in enzymes and DNA-protein complexes, with great potential applications in enzyme engineering and drug discovery.

Intervista camminata e altri metodi qualitativi per monitorare l'efficacia dei progetti di Educazione Avventura con adolescenti a rischio

INTRODUZIONE - La presente ricerca è incentrata sul monitoraggio dell’efficacia dei progetti di Educazione Avventura con adolescenti difficili, in particolare del progetto “Lunghi cammini educativi”. A partire da un’analisi della letteratura sull’educazione esperienziale nature-based e in particolare sull’Adventure Education con adolescenti difficili, è stata progettata una rilevazione empirica attraverso cui sperimentare un metodo di monitoraggio finalizzato a cogliere la dimensione processuale (che nella ricerca nell’ambito resta spesso inesplorata, poiché sono maggiormente diffusi i metodi di monitoraggio cosiddetti “black-box”), utilizzando un sistema integrato di diverse tecniche di rilevazione. Le due principali domande che hanno guidato la ricerca sono state: 1.Quali processi educativi significativi si innescano e possono essere osservati durante l’esperienza? 2.Il metodo dell’intervista camminata, integrato ad altri metodi, è utile per individuare e monitorare questi processi? METODO - Collocandosi all’interno di un framework metodologico qualitativo (influenzato da riflessioni post-qualitative, paradigma delle mobilità e sguardo fenomenologico), la ricerca prende la forma di uno studio di caso singolo con due unità di analisi, e prevede la triangolazione di diversi metodi di raccolta dei dati: analisi documentale; osservazione partecipante nei cammini e nelle riunioni di équipe; interviste (prima, durante, dopo il cammino) con differenti tecniche: camminata, “image-elicited”, tradizionale, online. RISULTATI - L’analisi tematica abduttiva delle interviste e delle osservazioni conferma quanto già evidenziato dalla letteratura circa la centralità della dilatazione del campo d’esperienza e del lavoro su alcune life skills (in particolare, competenze personali e growth mindset). Emergono anche alcuni key findings inattesi: il notevole “peso” dello stile educativo dell’accompagnatore; la “scoperta” del ruolo della quotidianità all’interno dell’esperienza straordinaria; la necessità di consapevolezza riguardo al potenziale educativo dell’ambiente (naturale e/o antropizzato), per una maggiore intenzionalità nelle scelte strategiche di cammino. L’intervista camminata, nonostante alcuni limiti, si conferma come metodo effettivamente utile a cogliere la dimensione processuale, e coerente con il contesto indagato.