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Federico Focher
  • Istituto di Genetica Molecolare, CNR
    Via Abbiategrasso, 207
    27100 Pavia
    Italy
  • +39-0382-546352
  • Dr. Federico Focher was trained as a Molecular Biologist and spent his career at the Institute of Molecular Genetics ... moreedit
Ogni scoperta scientifica, per quanto rivoluzionaria, non nasce dal nulla, ma è l’ultimo fiore di un grande albero, senza il quale esso non sarebbe mai sbocciato. Si può ammirare solo il fiore reciso, ma solo conoscendo le foglie, il ramo... more
Ogni scoperta scientifica, per quanto rivoluzionaria, non nasce dal nulla, ma è l’ultimo fiore di un grande albero, senza il quale esso non sarebbe mai sbocciato. Si può ammirare solo il fiore reciso, ma solo conoscendo le foglie, il ramo sul quale esso fa mostra di sé, l’albero nel suo insieme, e le nodose radici dalle quali è stato nutrito, si può comprendere appieno la bellezza e il senso di quel fiore. Perché, come disse una volta Isaac Asimov, la Scienza non è il fiore, che un giorno appassirà, ma tutto l’albero, che continuerà a vivere.
Con l’intento di recuperare la memoria delle radici del pensiero biologico, in quest’opera vengono delineati sei ritratti di scienziati che, cercando la verità, hanno segnato alcune pietre miliari delle scienze della natura. Tra i tanti che meritavano di essere ricordati sono stati volutamente scelti non i più celebri, ma coloro che, nonostante la loro indiscutibile importanza nella storia della scienza, sono oggi meno noti, o chi, come Gregor Mendel, non è conosciuto negli aspetti personali e nella sua formazione di scienziato perché oscurato da un ingombrante monumento postumo.

Every scientific discovery, however revolutionary, is not born from nothing, but it is the last flower of a great tree, without which it would never have blossomed. Certainly you could just admire the cut flower, but only by knowing the leaves, the branch on which it shows itself, the tree as a whole, and the gnarled roots from which it has been nourished, you can fully understand the beauty and the meaning of that flower. Because, as Isaac Asimov once said, Science is not the flower, which will one day wither, but the whole tree, which will continue to live.
With the aim of recovering the memory of the roots of biological thought, in this book are portrayed six scientists who, looking for the truth, have marked some milestones of the natural sciences. Among the many who deserved to be remembered, were not deliberately chosen the most famous, but those who, despite their indisputable importance in the history of science, are less known today, or those who, like Gregor Mendel, are not known in their personal aspects and in their training as scientists, because obscured by a cumbersome posthumous monument.
Le Lettres de M. de Maupertuis, qui riproposte nella loro traduzione settecentesca italiana (dal titolo originale: Lettere filosofiche del sig. di Maupertuis, Traduzione dal francese di Orazio Arrighi-Landini, Venezia 1760), furono... more
Le Lettres de M. de Maupertuis, qui riproposte nella loro traduzione settecentesca italiana (dal titolo originale: Lettere filosofiche del sig. di Maupertuis, Traduzione dal francese di Orazio Arrighi-Landini, Venezia 1760), furono pubblicate a Dresda nel 1752. L’opera consiste in una raccolta di brevi lettere scientifiche e filosofiche nelle quali l’autore, allora Presidente dell’Accademia delle Scienze di Berlino, presenta criticamente lo stato dell’arte delle scienze fisiche e naturali al volgere della prima metà del Settecento. Nell’ultima lettera, la celebre Lettre sur le progrès des sciences («uno dei testi più interessanti della metà del secolo»), Maupertuis propone innovative, e a volta fantasiose linee di ricerca che avrebbero richiesto l’intervento di finanziamenti governativi. Le Lettres suscitarono la miope ironia di Voltaire, forse geloso del successo di Maupertuis alla corte di Potsdam, e la conseguente rottura dei rapporti tra i due francesi. Particolarmente interessanti sono le Lettere di carattere medico-biologico, per la loro modernità e acutezza. Fra queste si trova la spesso citata Lettera sulla generazione degli animali, nella quale un Maupertuis ‘evoluzionista’ ante-litteram, attraverso un pionieristico studio ‘genetico’ condotto su una famiglia di Berlino, rilancerà la teoria epigenetica contro il preformismo allora imperante.
Durante la Conferenza Internazionale dei Liberi Pensatori, che ebbe luogo a Londra tra il 25 e il 27 settembre 1881, il medico e filosofo materialista tedesco Ludwig Büchner espresse ad Edward B. Aveling, noto ateo anticlericale... more
Durante la Conferenza Internazionale dei Liberi Pensatori, che ebbe luogo a Londra tra il 25 e il 27 settembre 1881, il medico e filosofo materialista tedesco Ludwig Büchner espresse ad Edward B. Aveling, noto ateo anticlericale londinese, il desiderio di conoscere Charles Darwin. Aveling inviò pertanto un telegramma al grande naturalista inglese con la richiesta di un breve colloquio. Questi accettò e il 28 settembre 1881 i due atei si recarono a Down House, ospiti a pranzo dell’agnostico Darwin. A baluardo della fede di Emma, moglie di Charles, venne invitato anche il reverendo John Brodie Innes, vecchio amico di famiglia.
Il libro rievoca nei dettagli sia i fatti accaduti a Londra e a Down House il 27 settembre, sia le conversazioni scientifico-teologiche avvenute in casa Darwin il giorno successivo.
I colloqui intercorsi dopo la conferenza di Londra tra Büchner, Aveling e alcuni personaggi minori, come pure le conversazioni di Charles Darwin con i suoi familiari, sono una trasposizione letteraria di fatti, dialoghi, descrizioni che poggiano quasi esclusivamente sulla citazione testuale di lettere, diari e opere dei protagonisti o di autori coevi. Più in particolare, fatto salvo l’adattamento “scenico”, i principali argomenti delle conversazioni tra Darwin e i suoi ospiti durante e dopo il pranzo derivano dalle dettagliate memorie e dalle citazioni di Aveling e di Büchner.
Secondo Charles Darwin, Alexander von Humboldt (1769-1859) «è il più grande esploratore di tutti i tempi». In effetti, la sua vita, quasi centenaria, fu una vera avventura, sia scientifica che intellettuale. Dal 1799 al 1804 esplorò il... more
Secondo Charles Darwin, Alexander von Humboldt (1769-1859) «è il più grande esploratore di tutti i tempi». In effetti, la sua vita, quasi centenaria, fu una vera avventura, sia scientifica che intellettuale. Dal 1799 al 1804 esplorò il bacino dell’Orinoco e del Rio Negro, la Cordigliera andina, il Messico e Cuba. Tornato in Europa pubblicò i dati fisici, naturalistici, economici e politici raccolti nel nuovo continente in Voyage aux régiones équinoxiales du Nouveau Continent, una monumentale opera con la quale gettò le basi delle moderne scienze naturali e dell’americanistica. Nel 1829, a sessant’anni, si spinse nella Russia asiatica, oltre gli Urali, fino alla frontiera con la Mongolia. Fu a Parigi nel primo anniversario della Rivoluzione Francese con Georg Forster, il compagno del capitano Cook, e, nonostante nutrisse simpatie repubblicane, fu ciambellano e confidente dei re di Prussia. Conobbe Federico il Grande, Napoleone e il presidente degli Stati Uniti Jefferson. Allievo di Werner, Heyne, Lichtenberg e Blumenbach, fu amico di Goethe, Schiller, Gay-Lussac, Volta, Arago, Gauss, von Buch e Liebig. Infine, la sua opera e il suo esempio di naturalista-esploratore contribuirono a far nascere in Darwin, Wallace, Haeckel e in molti altri scienziati di entrambi gli emisferi, l’amore per la scienza e per la ricerca naturalistica «sul campo».
Nel 1845, ormai anziano, Humboldt inizierà la pubblicazione di Kosmos, «l’opera della mia vita» nella quale emerge, nella sua grandiosa unità cosmica, «tutto il mondo fisico, tutto ciò che sappiamo dei fenomeni celesti e terrestri, dalle nebulose fino alla distribuzione geografica del muschio che cresce sul granito». Un giorno Goethe disse che una settimana sui libri non equivaleva a un’ora di conversazione con Humboldt. Solo chi ha letto Humboldt può comprendere appieno e condividere questo entusiastico giudizio.
Nella presente opera, l’autore lascia il più possibile parlare Humboldt e i suoi contemporanei. Pertanto gli essenziali interventi critico-biografici «fuori campo» hanno l’unica, ma necessaria funzione di collegare, spiegare e contestualizzare i vari testi raccolti, affinché la figura del grande scienziato-esploratore, oltre alla vivacità intrinsecamente legata al suo diretto rapporto con il lettore, possa acquisire profondità di campo e il giusto rilievo storico.
Wallace fu uno dei massimi naturalisti vittoriani. I suoi interessi scientifici spaziavano dall'entomologia all'antropologia, dalla geologia alla glaciologia, dal mimetismo alla biogeografia evolutiva. Tuttavia egli viene generalmente... more
Wallace fu uno dei massimi naturalisti vittoriani. I suoi interessi scientifici spaziavano dall'entomologia all'antropologia, dalla geologia alla glaciologia, dal mimetismo alla biogeografia evolutiva. Tuttavia egli viene generalmente ricordato solo per esser stato l'altro uomo che scoprì la selezione naturale: come colui che gettò nel panico Darwin un anno prima della pubblicazione dell'"Origine delle specie". Pochi conoscono la sua vita avventurosa, in parte trascorsa ai tropici, gli studi biogeografici, il grande lavoro di perfezionamento e divulgazione del darwinismo, l'impegno sociale in difesa dei deboli, e la sua fede nello spiritualismo, che lo portava a credere ottimisticamente in un continuo progresso morale e sociale dell'umanità.
La Vénus physique, pubblicata anonima nel 1745, è una breve opera sugli aspetti fisici dell’amore e sull’origine degli uomini e degli animali con la quale Maupertuis intese coraggiosamente rilanciare l’ipotesi epigenetica contro il... more
La Vénus physique, pubblicata anonima nel 1745, è una breve opera sugli aspetti fisici dell’amore e sull’origine degli uomini e degli animali con la quale Maupertuis intese coraggiosamente rilanciare l’ipotesi epigenetica contro il preformismo allora imperante. Un libro ricco di brillanti intuizioni “evolutive” e “genetiche” in cui la discussione dei fatti e delle ipotesi scientifiche viene qua e là piacevolmente interrotta da galanti digressioni rivolte al raffinato pubblico femminile, destinatario formale dell’opera.
La Vénus ebbe all’epoca notevole successo: citata più volte nell’Encyclopédie, fu elogiata da Buffon nella Histoire naturelle ed esercitò una palese influenza sul pensiero biologico del XVIII secolo.
Introdotta da un ampio saggio sulla figura e l’opera di Maupertuis, viene qui fedelmente riproposta la rara traduzione italiana, pubblicata nel 1767 a Venezia con il titolo La Venere fisica del signor di Maupertuis, traduzione dal francese di Diodato Anniani Romano.
Darwin sta lavorando alacremente alla sua teoria sull'evoluzione della specie. Per vent'anni raccoglie appunti ed osservazioni; legge di tutto, sull'argomento. Quando sta per ultimare il progetto e darlo alle stampe, però, riceve un... more
Darwin sta lavorando alacremente alla sua teoria sull'evoluzione della specie. Per vent'anni raccoglie appunti ed osservazioni; legge di tutto, sull'argomento. Quando sta per ultimare il progetto e darlo alle stampe, però, riceve un manoscritto da Wallace, allora impegnato in un viaggio naturalistico nell'arcipelago malese, e realizza che questi aveva elaborato la sua stessa teoria. Una Musa tentacolare aveva, dunque, sfiorato più cervelli. Del carteggio tra i due e di quel che accadde ai loro manoscritti ci parla Federico Focher, con il suo fresco e gradevole stile da vero narratore.
Il saggio tratta della figura di Alexander von Humboldt, considerato per più di un secolo lo scienziato-esploratore per antonomasia. Il suo viaggio alle regioni equinoziali del Nuovo continente ha fatto di lui il prototipo... more
Il saggio tratta della figura di Alexander von Humboldt, considerato per più di un secolo lo scienziato-esploratore per antonomasia. Il suo viaggio alle regioni equinoziali del Nuovo continente ha fatto di lui il prototipo dell'esploratore moderno, modello ed ispiratore di scienziati come Charles Darwin e Alfred Russel Wallace.
Federico Focher, dell'Istituto di genetica molecolare del Cnr, spiega l'evoluzione tecnologica tra selezione naturale e principio di divergenza, usando come esempio paradigmatico di ogni sviluppo la bicicletta
The present essay is focused on the key role played by the Prussian explorer and polymath Alexander von Humboldt in the scientific vocation of Charles Darwin and Alfred Russel Wallace. From the very words of both British naturalists we... more
The present essay is focused on the key role played by the Prussian explorer and polymath Alexander von Humboldt in the scientific vocation of Charles Darwin and Alfred Russel Wallace. From the very words of both British naturalists we learn that it was precisely the reading of Humboldt's Personal Narrative that ignited their burning desire to undertake the life of the naturalist. But, more relevantly, it was by following Humboldt's footsteps in the tropics, and, above all, by embracing his organismic concept of Nature, as a tightly interconnected Whole, that both Darwin and Wallace developed their scientific approach to nature, which, in turn, put them on the right track to discover Natural selection as the main mechanism responsible for evolution of living beings.
After successfully relaunching the epigenetic theory of generation, reinterpreted in the light of Newtonian attraction and chemical affinities ("Vénus physique", 1745), Pierre-Louis Moreau de Maupertuis (1698-1759) deepened his... more
After successfully relaunching the epigenetic theory of generation, reinterpreted in the light of Newtonian attraction and chemical affinities ("Vénus physique", 1745), Pierre-Louis Moreau de Maupertuis (1698-1759) deepened his theoretical investigations in the field of the genesis of organisms and species in the "Système de la Nature" (1754). In this work, in order to reconcile the scientific postulate of objectivity - which rejects the recourse to final causes - with the evident teleonomic properties of living beings, and at the same time recognizing inadequate for this purpose the mechanistic principles he advanced in the "Vénus physique", Maupertuis proposed a bold panpsychist theory of life, of Spinozian inspiration. Therefore, by postulating the matter alive, endowed with instinct and feeling, Maupertuis imagined that some form of intelligence or psychic memory, associated with matter, directed the development of living beings. In light of recent discoveries in biology, the original psychobiological determinism advanced by Maupertuis in the "Système de la Nature" appears to be a brilliant intuition of the logic of genetic and evolutionary processes.
I testi di grandi scienziati del passato, da Galileo a Redi, da Humboldt a Darwin, sono piacevoli anche dal punto di vista letterario e questo permette di affascinare il lettore, talvolta indotto proprio da questa prosa appassionante a... more
I testi di grandi scienziati del passato, da Galileo a Redi, da Humboldt a Darwin, sono piacevoli anche dal punto di vista letterario e questo permette di affascinare il lettore, talvolta indotto proprio da questa prosa appassionante a dedicarsi alla ricerca. A sottolinearlo è Federico Focher dell'Istituto di genetica molecolare del Cnr, autore di biografie e saggi storici sul tema
Oggi ai più personaggio del tutto sconosciuto, Agostino Bassi è in realtà una “autentica gloria scientifica italiana. Egli occupa un posto d’onore accanto ai creatori delle dottrine dei microbi patogeni: al Pasteur, al Koch, al Lister, al... more
Oggi ai più personaggio del tutto sconosciuto, Agostino Bassi è in realtà una “autentica gloria scientifica italiana. Egli occupa un posto d’onore accanto ai creatori delle dottrine dei microbi patogeni: al Pasteur, al Koch, al Lister, al Tulasne e al De Bary, che possono ritenersi suoi geniali epigoni”.
Bassi, senza l’aiuto di assistenti, ma animato unicamente da un vivo interesse per le scienze naturali, riuscì infatti a dimostrare, attraverso accurate sperimentazioni che lo impegnarono per alcuni decenni, che una grave malattia che colpiva i bachi da seta era dovuta a un microorganismo parassita che penetra, prolifera nell’ospite per poi diffondersi nell’ambiente provocando vaste epidemie.
L'articolo tratta delle vicende che tra il febbraio e l'aprile 1858 hanno portato alla pubblicazione dell'articolo "congiunto" a firma Darwin-Wallace riguardante la scoperta della Selezione Naturale
The manuscript deals with the design, synthesis and biological evaluation of novel benzoxazinone-based and indole-based compounds as multifunctional neuroprotective agents. These compounds inhibit human adenosine kinase (hAK) and human... more
The manuscript deals with the design, synthesis and biological evaluation of novel benzoxazinone-based and indole-based compounds as multifunctional neuroprotective agents. These compounds inhibit human adenosine kinase (hAK) and human glycogen synthase kinase 3 beta (hGSK-3β) enzymes. Computational analysis based on a molecular docking approach underlined the potential structural requirements for simultaneously targeting both proteins' allosteric sites. In silico hints drove the synthesis of appropriately decorated benzoxazinones and indoles (5a-s, and 6a-c) and biochemical analysis revealed their behavior as allosteric inhibitors of hGSK-3β. For both our hit 4 and the best compounds of the series (5c,l and 6b) the potential antioxidant profile was assessed in human neuroblastoma cell lines (IMR 32, undifferentiated and neuronal differentiated), by evaluating the protective effect of selected compounds against H2O2 cytotoxicity and reactive oxygen species (ROS) production. Results showed a strong efficacy of the tested compounds, even at the lower doses, in counteracting the induced oxidative stress (50 μM of H2O2) and in preventing ROS formation. In addition, the tested compounds did not show any cytotoxic effect determined by the LDH release, at the concentration range analyzed (from 0.1 to 50 μM). This study allowed the identification of compound 5l, as the first dual hAK/hGSK-3β inhibitor reported to date. Compound 5l, which behaves as an effective antioxidant, holds promise for the development of new series of potential therapeutic agents for the treatment of neurodegenerative diseases characterized by an innovative pharmacological profile.
Research Interests:
Biographical sketches of biologists of Collegio Ghislieri (Pavia, Italy): Maffo Vialli, Giovanni Magni and Luigi Luca Cavalli Sforza.
Based on the finding that aerobic Gram-positive antibacterials that inhibit DNA polymerase IIIC (pol IIIC) were potent inhibitors of the growth of anaerobic Clostridium difficile (CD) strains, we chose to clone and express the gene for... more
Based on the finding that aerobic Gram-positive antibacterials that inhibit DNA polymerase IIIC (pol IIIC) were potent inhibitors of the growth of anaerobic Clostridium difficile (CD) strains, we chose to clone and express the gene for pol IIIC from this organism. The properties of the recombinant enzyme are similar to those of related pol IIICs from Gram-positive aerobes, e.g. B. subtilis. Inhibitors of the CD enzyme also inhibited B. subtilis pol IIIC, and were competitive with respect to the cognate substrate 2′-deoxyguanosine 5′-triphosphate (dGTP). Significantly, several of these inhibitors of the CD pol IIIC had potent activity against the growth of CD clinical isolates in culture.
Research Interests:
Most nucleoside kinases, besides the catalytic domain, feature an allosteric domain which modulates their activity. Generally, non-substrate analogs, interacting with allosteric sites, represent a major opportunity for developing more... more
Most nucleoside kinases, besides the catalytic domain, feature an allosteric domain which modulates their activity. Generally, non-substrate analogs, interacting with allosteric sites, represent a major opportunity for developing more selective and safer therapeutics. We recently developed a series of non-nucleoside non-competitive inhibitors of human ade-nosine kinase (hAK), based on a pyrrolobenzoxa(thia) zepinone scaffold. Based on computational analysis, we hypothesized the existence of a novel allosteric site on hAK, topographically distinct from the catalytic site. In this study, we have adopted a multidisciplinary approach including molecular modeling, biochemical studies, and site-directed mutagenesis to validate our hypothesis. Based on a three-dimensional model of interaction between hAK and our molecules, we designed, cloned, and expressed specific, single and double point mutants of hAK (Q74A, Q78A, H107A, K341A, F338A, and Q74A-F338A). Kinetic characterization of recombinant enzymes indicated that these mutations did not affect enzyme functioning; conversely , mutated enzymes are endowed of reduced susceptibility to our non-nucleoside inhibitors, while maintaining comparable affinity for nucleoside inhibitors to the wild-type enzyme. This study represents the first characterization and validation of a novel allosteric site in hAK and may pave the way to the development of novel selective and potent non-nucleoside inhibitors of hAK endowed with therapeutic potential.
Research Interests:
Background: Emergence of drug-resistant Plasmodium falciparum has created an urgent need for new drug targets. DNA polymerase δ is an essential enzyme required for chromosomal DNA replication and repair, and therefore may be a potential... more
Background: Emergence of drug-resistant Plasmodium falciparum has created an urgent need for new drug targets. DNA polymerase δ is an essential enzyme required for chromosomal DNA replication and repair, and therefore may be a potential target for anti-malarial drug development. However, little is known of the characteristics and function of this P. falciparum enzyme. Methods: The coding sequences of DNA polymerase δ catalytic subunit (PfPolδ-cat), DNA polymerase δ small subu-nit (PfPolδS) and proliferating cell nuclear antigen (PfPCNA) from chloroquine-and pyrimethamine-resistant P. falci-parum strain K1 were amplified, cloned into an expression vector and expressed in Escherichia coli. The recombinant proteins were analysed by SDS-PAGE and identified by LC–MS/MS. PfPolδ-cat was biochemically characterized. The roles of PfPolδS and PfPCNA in PfPolδ-cat function were investigated. In addition, inhibitory effects of 11 compounds were tested on PfPolδ-cat activity and on in vitro parasite growth using SYBR Green I assay. Results: The purified recombinant protein PfPolδ-cat, PfPolδS and PfPCNA showed on SDS-PAGE the expected size of 143, 57 and 34 kDa, respectively. Predicted amino acid sequence of the PfPolδ-cat and PfPolδS had 59.2 and 24.7 % similarity respectively to that of the human counterpart. The PfPolδ-cat possessed both DNA polymerase and 3′–5′ exonuclease activities. It used both Mg 2+ and Mn 2+ as cofactors and was inhibited by high KCl salt (>200 mM). PfPolδS stimulated PfPolδ-cat activity threefolds and up to fourfolds when PfPCNA was included in the assay. Only two compounds were potent inhibitors of PfPolδ-cat, namely, butylphenyl-dGTP (BuPdGTP; IC 50 of 38 µM) and 7-ace-toxypentyl-(3, 4 dichlorobenzyl) guanine (7-acetoxypentyl-DCBG; IC 50 of 55 µM). The latter compound showed higher inhibition on parasite growth (IC 50 of 4.1 µM). Conclusions: Recombinant PfPolδ-cat, PfPolδS and PfPCNA were successfully expressed and purified. PfPolS and PfPCNA increased DNA polymerase activity of PfPolδ-cat. The high sensitivity of PfPolδ to BuPdGTP can be used to differentiate parasite enzyme from mammalian and human counterparts. Interestingly, 7-acetoxypentyl-DCBG showed inhibitory effects on both enzyme activity and parasite growth. Thus, 7-acetoxypentyl-DCBG is a potential candidate for future development of a new class of anti-malarial agents targeting parasite replicative DNA polymerase.
Research Interests:
Molecular modelling studies of complexes of 2-phenylamino-6-oxopurines and HSV1 thymidine kinases (TK) revealed two distinct modes of binding. The "acyclovir mode" was occupied by 9R (9-substituted) compounds, and was identical to that... more
Molecular modelling studies of complexes of 2-phenylamino-6-oxopurines and HSV1 thymidine kinases (TK) revealed two distinct modes of binding. The "acyclovir mode" was occupied by 9R (9-substituted) compounds, and was identical to that revealed by crystal structures of acyclovir and 2-phenylamino-9-(4-hydroxybutyl)-6-oxopurine (HBPG) bound to HSV1 TK. The "base mode" was occupied by 9H compounds such as 2-[3-(trifluoromethyl)phenylamino]-6-oxopurine (m-CF 3 PG) , and is characterized by rotation of the inhibitor by 180 o around the minor axis of the purine ring. In an attempt to understand the molecular basis for affinity of 2-phenylamino-6-oxopurines for TKs, we cloned and expressed site-directed HSV2 TK mutants to create proteins with inhibitor-interacting domains identical with those of HSV1 TK. The enzyme kinetic properties and inhibitory action of several 2-phenylamino-6-oxopurines showed that the changes were not consistently correlated with differences in affinity of inhibitors to the TKs.
Research Interests:
The enantioselectivity of enzymes, namely the property of enzymes to recognise and metabolise only one of the two enantiomers of chiral molecules, is related to the chiral structure of the enzymes, reflecting the three-dimensional folding... more
The enantioselectivity of enzymes, namely the property of enzymes to recognise and metabolise only one of the two enantiomers of chiral molecules, is related to the chiral structure of the enzymes, reflecting the three-dimensional folding of the polypeptide backbone and the orientation of the amino acid side chains in the folded molecule. Because of the chirality of the amino acids (L), the chemistry of life should be highly sensitive to different enantiomers of chiral substrates. However, in a world consisting only of D-nucleosides and L-amino acids, an enzyme which lacks enantio-selectivity does not reduce its fitness, since there is no chance of molecular misunderstanding when no other choice is available. Thus, although enantioselectivity is theoretically essential for life we do not expect to be always present among the biochemical properties of enzymes. If this is the case for key enzymes involved in virus infection or cancer, how to exploit such lack of enantioselectivity for...
We demonstrate that L-ATP: 1) as well as its natural D-enantiomer, acts as a phosphate donor in the reaction catalysed by human deoxycytidine kinase; 2) inhibits human DNA-primase and the ATP-dependent T4 DNA ligase. Thus, the lack of... more
We demonstrate that L-ATP: 1) as well as its natural D-enantiomer, acts as a phosphate donor in the reaction catalysed by human deoxycytidine kinase; 2) inhibits human DNA-primase and the ATP-dependent T4 DNA ligase. Thus, the lack of enantioselectivity of the enzymes is more frequent than it was believed a few years ago and we suggest that it would depend on chance more than on an evolutionary strategy.
In a recent paper the first selective inhibitors of HSV1 uracil-DNA glycosylase (UDG) acting in the micromolar range have been reported. A 28.5 kDa catalytic fragment of HSV1 UDG has been crystallized in the presence of uracil, and the... more
In a recent paper the first selective inhibitors of HSV1 uracil-DNA glycosylase (UDG) acting in the micromolar range have been reported. A 28.5 kDa catalytic fragment of HSV1 UDG has been crystallized in the presence of uracil, and the structure was recently solved. Starting with the optimized model of binding between 6-(4'-n-octylanilino)uracil (octAU) and UDG some new derivatives have been predicted to be active. In vitro studies with the novel synthetized compounds confirm the plausibility of the model and define the structure features for UDG inhibitors.
Entamoeba histolytica is an intestinal parasite and the causative agent of amoebiasis, which is a significant source of morbidity and mortality in developing countries. Although anti-amoebic drugs such as metronidazole, emetine,... more
Entamoeba histolytica is an intestinal parasite and the causative agent of amoebiasis, which is a significant source of morbidity and mortality in developing countries. Although anti-amoebic drugs such as metronidazole, emetine, chloroquine and nitazoxanide are generally effective, there is always potential for development of drug resistance. In order to find novel targets to control E. histolytica proliferation we cloned, expressed and purified thymidine kinase (Eh-TK) and uridine-cytidine kinase (Eh-UCK) from E. histolytica. Eh-TK phosphorylates thymidine with a Km of 0.27 microm, whereas Eh-UCK phosphorylates uridine and cytidine with Km of 0.74 and 0.22 mM, respectively. For both enzymes, ATP acts as specific phosphate donor. In order to find alternative treatments of E. histolytica infection we tested numerous nucleoside analogues and related compounds as inhibitors and/or substrates of Eh-TK and Eh-UCK, and active compounds against E. histolytica in cell culture. Our results indicate that inhibitors or alternative substrates of the enzymes, although partially reducing protozoan proliferation, are reversible and not likely to become drugs against E. histolytica infections.
It has been proposed that the declining efficiency of antiretroviral agents in human immunodeficiency virus (HIV) infection may also depend on cellular factors at their site of action. Two in particular have been proposed: (i) the... more
It has been proposed that the declining efficiency of antiretroviral agents in human immunodeficiency virus (HIV) infection may also depend on cellular factors at their site of action. Two in particular have been proposed: (i) the defective intracellular metabolism of NRTI in target cells and the altered uptake; and (ii) efflux of nucleoside reverse transcriptase inhibitors (NRTI) and protease inhibitors (PI) by cellular transporter molecules. Several studies have shown that: changes in the activities of various purine and pyrimidine biosynthetic enzymes may occur in lymphocytes of HIV-infected patients; HIV-infected patients on prolonged treatment with nucleoside analogues, e.g. zidovudine, show significantly decreased activity of thymidine kinase (TK) compared with untreated HIV-infected people; and NRTI and PI are substrates for the multidrug membrane transporters. With regard to the latter issue, it is known that the ATP-binding cassette transporter proteins such as the P-glycoprotein (MDR), and the newly discovered family of multidrug resistance-associated proteins (MRP1-6), promote the active extracellular efflux of a wide variety of therapeutics drugs and overexpression of some of them lowers intracellular concentration of PI. In the very near future such mechanisms, also called 'cellular drug resistance', might be taken into account, together with other immunological, virological and behavioural factors, to explain the 'drug failure' and/or the variability of response in HIV patients undergoing antiretroviral treatment.
The synthesis and X-ray crystal structures of a series of 5-substituted-6-aza-2'-deoxyuridines is reported. These nucleoside analogues inhibit the phosphorylation of thymidine by HSV-1 TK but have no effect on the corresponding... more
The synthesis and X-ray crystal structures of a series of 5-substituted-6-aza-2'-deoxyuridines is reported. These nucleoside analogues inhibit the phosphorylation of thymidine by HSV-1 TK but have no effect on the corresponding human enzyme. Detailed examination of one analogue proves it to be a competitive inhibitor of thymidine with a Ki of 0.34 microM and is a very poor substrate. The analogues are not substrates for the enzyme and also do not inhibit the degradation of thymidine by thymidine phosphorylase. Molecular modelling showed that the inhibitors fit well in the active site of HSV-1 TK, provided the conformation of the sugar moiety is the same for thymidine in the complex.
N-(p-n-Octylphenyl)-2′-deoxyguanosine 5′-triphosphate (OctPdGTP)has been synthesized chemically. OctPdGTP inhibited DNA polymerases (pol) α, δ and ε from calf thymus, with moderate selectivity for pol α. Mechanistic studies on pol α and... more
N-(p-n-Octylphenyl)-2′-deoxyguanosine 5′-triphosphate (OctPdGTP)has been synthesized chemically. OctPdGTP inhibited DNA polymerases (pol) α, δ and ε from calf thymus, with moderate selectivity for pol α. Mechanistic studies on pol α and bacteriophage T4 DNA polymerase revealed competitive and mixed kinetics of OctPdGTP with respect to the substrate dGTP when the enzymes were assayed on activated DNA and oligo dT:poly dA, respectively.This
Recently, beta-L-nucleoside analogues have emerged as a new class of sugar modified nucleosides with potential antiviral and/or antitumoral activity. As a part of our ongoing research on this topic, we decided to synthesize... more
Recently, beta-L-nucleoside analogues have emerged as a new class of sugar modified nucleosides with potential antiviral and/or antitumoral activity. As a part of our ongoing research on this topic, we decided to synthesize 5-CF3-beta-L-dUrd (7), the hitherto unknown L-enantiomer of Trifluridine, an antiherpetic drug approved by FDA but only used in topical applications due to concomitant cytotoxicity. 5-CF3-beta-L-dUrd (7) as well as some other related L-nucleoside derivatives were stereospecifically prepared and tested in vitro against viral (HSV-1 and HSV-2) and human thymidine kinases (TK).
A human T-lymphoblastoid cell line that is resistant to the antiviral activity of zidovudine (ZDV) and moderately resistant to lamivudine (3TC) has been obtained as a result of prolonged treatment with a combination of three nucleoside... more
A human T-lymphoblastoid cell line that is resistant to the antiviral activity of zidovudine (ZDV) and moderately resistant to lamivudine (3TC) has been obtained as a result of prolonged treatment with a combination of three nucleoside analogues (NA), ZDV, 3TC, and abacavir (ABV). These cells, called CEM(ZLA), are fully sensitive to ABV. The cellular resistance of the CEM(ZLA) cells to ZDV correlates with significant reductions in thymidine kinase (TK) activity and in the amount of intracellular TK protein. Interestingly, the reduction in TK activity led to impairment of the ability of CEM(ZLA) to accumulate the triphosphate metabolite of ZDV. However, the moderately 3TC-resistant phenotype of CEM(ZLA) cannot be ascribed to a similar reduction in deoxycytidine kinase activity. Compared to the parental CEM cells, CEM(ZLA) cells express a high level of multidrug resistance protein 4 (MRP4), which could reduce the intracellular concentration of 3TC. This study shows that the exposure of cells to a combination of NAs is capable of simultaneously affecting more than one target site to confer resistance and that NAs display differing abilities to select cellular resistance mechanisms.
Several cytokines and growth factors modulate angiogenesis through a fine tuned paracrine or autocrine mode of action. Among them is plateled-derived endothelial cell growth factor (PD-ECGF), which is highly is expressed in tumors, and is... more
Several cytokines and growth factors modulate angiogenesis through a fine tuned paracrine or autocrine mode of action. Among them is plateled-derived endothelial cell growth factor (PD-ECGF), which is highly is expressed in tumors, and is angiogenic by stimulation of endothelial cell migration. Studies have shown that PD-ECGF is identical to the well known enzyme thymidine phosphorylase (TP), which is involved in thymidine metabolism and homeostasis. Interestingly, PD-ECGF plays an angiogenic role as a result of its TP enzyme activity. In light of these findings, PD-ECGF/TP should not be considered a true growth factor, and its PD-ECGF name is now actually a misnomer. Recently, TP activity was thought of as an interesting potential two-face target for controling tumor-dependent angiogenesis. In fact, on one hand, its high levels of expression in tumors compared to non-neoplastic regions, and its broad substrate specificity suggested that TP could be used as an enzymatic tool to locally activate anticancer nucleoside bases or base analogs. On the other hand, its enzyme-dependent angiogenic activity engendered the search for specific inhibitors to reduce TP-dependent angiogenesis. This review will describe TP, its activity, its possible mechanisms of action and its role in angiogenesis. Particular attention will be focused on the design and biological characterization of novel TP inhibitors which recently showed promising anticancer activity.
Research Interests:
DNA repair mechanisms usually consist of a complex network of enzymatic reactions catalyzed by a large family of mutually interacting gene products. Thus deficiency, alteration or low levels of a single enzyme and/or of auxiliary proteins... more
DNA repair mechanisms usually consist of a complex network of enzymatic reactions catalyzed by a large family of mutually interacting gene products. Thus deficiency, alteration or low levels of a single enzyme and/or of auxiliary proteins might impair a repair process. There are several indications suggesting that some enzymes involved both in DNA replication and repair are less abundant if not completely absent in stationary and non replicating cells. Postmitotic brain cell does not replicate its genome and has lower levels of several DNA repair enzymes. This could impair the DNA repair capacity and render the nervous system prone to the accumulation of DNA lesions. Some human diseases clearly characterized by a DNA repair deficiency, such as xeroderma pigmentosum, ataxia-telangiectasia and Cockayne syndrome, show neurodegeneration as one of the main clinical and pathological features. On the other hand there is evidence that some diseases characterized by primary neuronal degeneration (such as amyotrophic lateral sclerosis and Alzheimer disease) may have alterations in the DNA repair systems as well. DNA repair thus appears important to maintain the functional integrity of the nervous system and an accumulation of DNA damages in neurons as a result of impaired DNA repair mechanisms may lead to neuronal degenerations.
We investigated some pyrrolobenzoxazepinone (PBOs, 3e-i) analogues of early described effective non-nucleoside inhibitors of HIV-1 reverse transcriptase (RT). Enzymological studies of 3e-i enantiomers, with wild type (wt) RT and some... more
We investigated some pyrrolobenzoxazepinone (PBOs, 3e-i) analogues of early described effective non-nucleoside inhibitors of HIV-1 reverse transcriptase (RT). Enzymological studies of 3e-i enantiomers, with wild type (wt) RT and some drug-resistant mutants, revealed a stereoselective mode of action and selectivity for RT ternary complex. Unexpectedly (+)-3g was found more potent towards the L100I mutant than towards the wt RT, whereas (+)-3h inhibited the K103N mutant and RT wt with comparable potency.
Adenosine kinase (AK) catalyzes the phosphorylation of adenosine (Ado) to AMP by means of a kinetic mechanism in which the two substrates Ado and ATP bind the enzyme in a binary and/or ternary complex, with distinct protein conformations.... more
Adenosine kinase (AK) catalyzes the phosphorylation of adenosine (Ado) to AMP by means of a kinetic mechanism in which the two substrates Ado and ATP bind the enzyme in a binary and/or ternary complex, with distinct protein conformations. Most of the described inhibitors have Ado-like structural motifs and are nonselective, and some of them (e.g., the tubercidine-like ligands) are characterized by a toxic profile. We have cloned and expressed human AK (hAK) and searched for novel non-substrate-like inhibitors. Our efforts to widen the structural diversity of AK inhibitors led to the identification of novel non-nucleoside, noncompetitive allosteric modulators characterized by a unique molecular scaffold. Among the pyrrolobenzoxa(thia)zepinones (4a-qq) developed, 4a was identified as a non-nucleoside prototype hAK inhibitor. 4a has proapoptotic efficacy, slight inhibition of short-term RNA synthesis, and cytostatic activity on tumor cell lines while showing low cytotoxicity and no significant adverse effects on short-term DNA synthesis in cells.
A pioneering study in ‘human genetics’ and the evolutionary aspects present in his revival of epigenetic theory should rank the French philosopher Pierre-Louis Moreau de Maupertuis (1698–1759) among the great forerunners of genetics and... more
A pioneering study in ‘human genetics’ and the evolutionary aspects present in his revival of epigenetic theory should rank the French philosopher Pierre-Louis Moreau de Maupertuis (1698–1759) among the great forerunners of genetics and evolution.
"Telomere length maintenance is critical for organisms' long-term survival and cancer cell proliferation. Telomeres are kept within species-specific length ranges by the interplay between telomerase activity and telomeric. chromatin... more
"Telomere length maintenance is critical for organisms' long-term survival and cancer cell proliferation. Telomeres are kept within species-specific length ranges by the interplay between telomerase activity and telomeric. chromatin organizationIn this paper, we exploited telomerase immortalized human fibroblasts (cen3tel) that gradually underwent neoplastic transformation during culture propagation to study telomere composition and length regulation during the transformation process. Just after telomerase catalytic subunit (hTERT) expression, cen3tel telomeres shortened despite the presence of telomerase activity. At a later stage and concomitantly with transformation, cells started elongating telomeres, which reached a mean length greater than 100kb in about 900 population doublings. Super-telomeres were stable and compatible with cell growth and tumorigenesis. Telomere extension was associated with increasing levels of telomerase activity that were linked to the deregulation of endogenous telomerase RNA (hTERC) and exogenous telomerase reverse transcriptase (hTERT) expression. Notably, the increase in hTERC levels paralleled the increase in telomerase activity, suggesting that this subunit plays a role in regulating enzyme activity. Telomeres ranging in length between 10 and more than 100kb were maintained in an extendible state although TRF1 and TRF2 binding increased with telomere length. Super-telomeres neither influenced subtelomeric region global methylation nor the expression of the subtelomeric gene FRG1, attesting the lack of a clear-cut relationship between telomere length, subtelomeric DNA methylation and expression in human cells. The cellular levels of the telomeric proteins hTERT, TRF1, TRF2 and Hsp90 rose with transformation and were independent of telomere length, pointing to a role of these proteins in tumorigenesis.
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Herpes simplex virus (HSV) types 1 and 2 thymidine kinases (TK) are responsible for phosphorylation of antiherpes acyclonucleosides such as acyclovir (ACV) and 9-(4-hydroxybutyl)guanine (HBG). Related com- pounds, the... more
Herpes simplex virus (HSV) types 1 and 2 thymidine
kinases (TK) are responsible for phosphorylation of
antiherpes acyclonucleosides such as acyclovir (ACV)
and 9-(4-hydroxybutyl)guanine (HBG). Related com-
pounds, the N2-phenyl-9-(hydroxyalkyl)guanines, are
devoid of direct antiviral activity, but potently inhibit
the viral TKs and block viral reactivation from latency
in vivo. The similarity in structure between the
acyclonucleosides and TK inhibitors raised the ques-
tion  of the relevance of phosphorylation of certain of
the latter analogs in their mechanisms of action. Using
recombinant TKs and HPLC analysis of reaction mix-
tures, we report that the lead TK inhibitor N2-phenyl-9
-(4-hydroxybutyl)guanine (HBPG) and its pentyl ho-
molog (HPnPG) are excellent substrates for the en-
zymes, approaching the efficiency with which the
natural substrate thymidine is phosphorylated, and sig-
nificantly better than ACV or HBG. Other 9-
hydroxyalkyl congeners are substrates for the en-
zymes, but with much poorer efficiency. HBPG
triphosphate was a poor inhibitor of HSV DNA poly-
merase, the target of acyclonucleoside triphosphates,
suggesting that phosphorylation of HBPG is not im-
portant in its mechanism of blocking viral reactivation
in vivo. The fact that HBPG is an efficient substrate is
consistent, however, with its binding mode based both
on molecular modeling studies and x-ray structure of
the HBPG:TK complex.

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La recensione di Federico Focher del libro Tracce di Humboldt, pubblicata sull'Almanacco della Scienza CNR.
Recensione del libro di Claudio Greppi "Tracce di Humboldt"
Recensione del romanzo di Anselm Oelze "Una lettera per Mister Darwin. Storia meravigliosa di Alfred Russel Wallace"
Si tratta di un testo che affronta biografie di Biologi, poco conosciuti al grande pubblico, vissuti tra il XVII e il XIX secolo. Le singole biografie sono molto interessanti ed inoltre, fatto unico nel panorama italiano, Focher riporta... more
Si tratta di un testo che affronta biografie di Biologi, poco conosciuti al grande pubblico, vissuti tra il XVII e il XIX secolo. Le singole biografie sono molto interessanti ed inoltre, fatto unico nel panorama italiano, Focher riporta molti testi originali degli autori, essenziali a mio avviso per rendere la conoscenza completa.
Recensione di “L’invenzione della natura: Le avventure di Alexander von Humboldt, l’eroe perduto della scienza” di Andrea Wulf edito da LUISS University Press
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Recensione al libro di Thomas Nagel: "Mente e cosmo . Perché la concezione neodarwiniana della natura è quasi certamente falsa".
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Nel 1887 Francis Darwin diede alle stampe un manoscritto del padre Charles, da poco scomparso, intitolato 'Ricordi dello sviluppo della mia mente e del mio carattere’ ma oggi più noto come 'Autobiografia’ di Charles Darwin. Il breve... more
Nel 1887 Francis Darwin diede alle stampe un manoscritto del padre Charles, da poco scomparso, intitolato 'Ricordi dello sviluppo della mia mente e del mio carattere’ ma oggi più noto come 'Autobiografia’ di Charles Darwin. Il breve scritto, che Francis antepose a un’ampia scelta di lettere tratte dallo sterminato epistolario del padre (The Life and Letters of Charles Darwin, including an autobiographical chapter), all’epoca venne però pubblicato in un'edizione purgata nei modi e dei passi che i familiari ritennero di dover omettere. Solo nel 1958 il testo integrale divenne accessibile al pubblico, grazie all’edizione curata dalla nipote Nora Darwin Barlow.
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Il senso estetico non è una dote intrinseca alla sola natura umana, ma è qualcosa che si sviluppa in modo più o meno compiuto su vari rami dell’albero della vita. Pertanto, se la filosofia intende indagare il problema dell’origine e... more
Il senso estetico non è una dote intrinseca alla sola natura umana, ma è qualcosa che si sviluppa in modo più o meno compiuto su vari rami dell’albero della vita. Pertanto, se la filosofia intende indagare il problema dell’origine e del significato del senso estetico nell’uomo non può fare a meno di avvalersi delle conoscenze biologiche ed evolutive che da Darwin in poi permettono di gettare una luce più penetrante sui processi comportamentali e cognitivi.
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Ecco la traduzione italiana del Viaggio alle regioni equinoziali del Nuovo Continente di Alexander von Humboldt. Recensione di Federico Focher
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Dalla fine del secolo scorso un numero sempre maggiore di filosofi della scienza ha analizzato i nuovi concetti biologici, proponendo interpretazioni profonde e suscitando dibattiti. Su questa scia si pone anche il volume 'Filosofia della... more
Dalla fine del secolo scorso un numero sempre maggiore di filosofi della scienza ha analizzato i nuovi concetti biologici, proponendo interpretazioni profonde e suscitando dibattiti. Su questa scia si pone anche il volume 'Filosofia della biologia', di Andrea Borghini ed Elena Casetta.
Intervista all’autore del volume della collana I Centotalleri “Alla scoperta delle leggi della vita. Ritratti di Redi, Maupertuis, Trembley, Von Humboldt, Wallace, Mendel” (https://ilprato.com/libro/alla-scoperta-delle-leggi-della-vita/) .
IL GIARDINO DI ALBERT Sabato 25 aprile 2015 alle 18:00 Replica domenica alle 10:35 Centocinquant’anni anni fa, per la precisione l’8 febbraio del 1865, il monaco agostiniano Gregor Johan Mendel – naturalista e matematico ceco di... more
IL GIARDINO DI ALBERT
Sabato 25 aprile 2015 alle 18:00
Replica domenica alle 10:35

Centocinquant’anni anni fa, per la precisione l’8 febbraio del 1865, il monaco agostiniano Gregor Johan Mendel – naturalista e matematico ceco di lingua tedesca - dava pubblica lettura alla Società per le Scienze Naturali della città dove risiedeva, Brünn (oggi Brno, nella Repubblica Ceca), dei risultati di molti anni di pazienti ricerche sugli incroci tra diverse varietà di piselli. Il saggio, intitolato  Esperimenti sull’ibridazione delle piante, comunicava quelle che sarebbero diventate le “leggi di Mendel”, leggi che regolano la trasmissione dei caratteri ereditari, dando di fatto avvio alla genetica. Certo ai tempi di Mendel non si sapeva ancora niente dei cromosomi ed era radicata la convinzione che i caratteri presenti nella progenie derivassero dal mescolamento di non ben specificate "essenze". Grazie ai suoi studi quantitativi, condotti con metodo e determinazione, Mendel giunse invece alla conclusione che i caratteri ereditari fossero delle unità finite e distinte, che solo successivamente furono chiamate ‘geni’. Anche se il suo lavoro non venne lì per lì compreso e sarà riscoperto solo a inizio ‘900, è quello il momento in cui si pongono le basi per la comprensione dei meccanismi dell'ereditarietà, ed è anche la prima volta in cui la matematica viene applicata alla biologia. Dell’impresa di questo grande ma misconosciuto della scienza, Gregor Mendel, si parlerà nel Giardino di Albert di sabato 25 aprile con uno storico della biologia Federico Focher, dell’ università di Pavia; sarà anche l’occasione per gettare uno sguardo al presente, assieme a un esperto in bioscienze e biorisorse  - Domenico Pignone, del Cnr di Bari – per capire come si è arrivati al miglioramento genetico delle varietà vegetali più adatte alla coltivazione.
Sette anni di ricerche e ventottomila piante di piselli, gialli e verdi, lisci e rugosi. L'8 febbraio 1865 il monaco agostiniano Gregor Mendel presenta al pubblico i risultati dei suoi studi sull'ibridazione delle piante e la variazione... more
Sette anni di ricerche e ventottomila piante di piselli, gialli e verdi, lisci e rugosi. L'8 febbraio 1865 il monaco agostiniano Gregor Mendel presenta al pubblico i risultati dei suoi studi sull'ibridazione delle piante e la variazione dei caratteri ereditari. È l'alba della genetica. Ma solo all'inizio del Novecento verrà riconosciuto il valore delle ricerche di Mendel, che ricostruiamo con Federico Focher, dirigente di ricerca dell'Istituto di genetica molecolare del Cnr e docente di storia della biologia all'università di Pavia.
Evoluzione, adattamento, selezione naturale: queste parole ci fanno subito venire in mente Charles Darwin. Eppure Alfred Russel Wallace aveva intuito gli stessi meccanismi nello stesso momento storico. A cento anni dalla sua morte la... more
Evoluzione, adattamento, selezione naturale: queste parole ci fanno subito venire in mente Charles Darwin. Eppure Alfred Russel Wallace aveva intuito gli stessi meccanismi nello stesso momento storico. A cento anni dalla sua morte la comunità scientifica istituisce una giornata per ricordarlo, e noi ripercorriamo le sue conquiste scientifiche con Federico Focher, docente di Storia della biologia all'università di Pavia e autore di saggio L'uomo che gettò nel panico Darwin. La vita e le scoperte di Alfred Russel Wallace (Bollati Boringhieri 2006).
Fin da giovane convinto evoluzionista, Alfred Russel Wallace (1823-1913) cercò la risposta agli interrogativi che lo studio delle relazioni tra le specie gli ponevano, facendo due viaggi esplorativi nelle regioni tropicali: il primo,... more
Fin da giovane convinto evoluzionista, Alfred Russel Wallace (1823-1913) cercò la risposta agli interrogativi che lo studio delle relazioni tra le specie gli ponevano, facendo due viaggi esplorativi nelle regioni tropicali: il primo, durato quattro anni, nel bacino del Rio delle Amazzoni, e il secondo, di otto, nell’arcipelago malese. Fu proprio mentre si trovava su un’isola delle Molucche che nel febbraio 1858 scoprì, del tutto indipendentemente da Darwin (il quale all’epoca non aveva ancora pubblicato nulla sulla sua teoria), il meccanismo responsabile dell’adattamento, dell’evoluzione e della divergenza delle specie: la Selezione naturale. Avuta l’illuminazione, Wallace buttò giù in pochi giorni un manoscritto che riassumeva la propria scoperta. Pensò quindi di inviarlo a Darwin per un parere, con la preghiera di inoltrarlo al celebre geologo Charles Lyell, qualora l’avesse ritenuto degno di interesse. Mai Wallace avrebbe immaginato, con quell’invio, di gettare Darwin nel panico. Mai avrebbe pensato che il suo saggio avrebbe immediatamente scatenato un frenetico scambio di lettere tra Darwin, Lyell e l’amico botanico Hooker, per risolvere il delicato problema della priorità della scoperta.
Ma perché Wallace inviò il manoscritto a Darwin? Perché aggiungere la richiesta di inoltrarlo a Lyell? Perché non inviare l’articolo direttamente ad una rivista, come aveva sempre fatto in passato con altri suoi saggi? Federico Focher cercherà di rispondere a queste domande, presentando alcuni fatti emersi dallo studio dei taccuini di campo di Wallace recentemente pubblicati.
Tre conferenze di Storia della Biologia su Alexander von Humboldt, Charles Darwin, Alfred Russel Wallace e Gregor Mendel
Research Interests:
Nel 1866, esattamente centocinquanta anni fa, negli Atti della Società di Scienze Naturali di Brünn (oggi Brno in Repubblica Ceca) apparve un breve articolo in cui un monaco agostiniano, di nome Gregor Mendel, riportava i risultati delle... more
Nel 1866, esattamente centocinquanta anni fa, negli Atti della Società di Scienze Naturali di Brünn (oggi Brno in Repubblica Ceca) apparve un breve articolo in cui un monaco agostiniano, di nome Gregor Mendel, riportava i risultati delle sue lunghe e pazienti ricerche sull’ibridazione delle piante di pisello (Pisum sativum). All’epoca la sua scoperta non suscitò particolare interesse, ma, come si capirà trentaquattro anni dopo, quando il suo lavoro verrà riscoperto, quelle poche pagine rappresentarono l’atto di nascita di una nuova scienza: la Genetica. Mendel morì abate del suo monastero, oberato da impegni burocratici, senza immaginare minimamente la fama che lo avrebbe atteso.
Research Interests:
«Il vostro avvertimento che sarei stato preceduto si è rivelato oltremodo vero, non ho mai visto una coincidenza più impressionante; se Wallace avesse avuto il mio abbozzo manoscritto, redatto nel 1842, non avrebbe potuto farne riassunto... more
«Il vostro avvertimento che sarei stato preceduto si è rivelato oltremodo vero, non ho mai visto una coincidenza più impressionante; se Wallace avesse avuto il mio abbozzo manoscritto, redatto nel 1842, non avrebbe potuto farne riassunto migliore!». Così scriveva Darwin, in preda al panico, all’amico Lyell nell’estate del 1858 dopo aver ricevuto una manoscritto in cui Alfred Russel Wallace indicava per la prima volta la selezione naturale come motore dell’evoluzione. Nel 1858! L’anno prima della pubblicazione dell’Origine delle specie. Oggi quasi unicamente ricordato per essere stato l’altro uomo che scoprì la selezione naturale, Alfred Russel Wallace merita di essere annoverato tra i massimi naturalisti vittoriani, e sicuramente tra i fondatori della biogeografia evolutiva. Ai vasti interessi naturalistici affiancò l’impegno sociale in difesa dei deboli e una sincera fede nello spiritualismo, che lo portò a credere in un disegno sovrannaturale finalizzato al progresso morale dell’umanità. E’ nostro auspicio che il centenario della morte di Wallace sia un’occasione per recuperare la memoria di un uomo che non fu solo un grande naturalista, ma anche un vero gentleman.
Nel febbraio 1858 il naturalista inglese Alfred Russel Wallace (1823-1913) si trovava nell’Arcipelago malese. Sbarcato sull’isola di Gilolo (Molucche), venne colpito da violenti accessi febbrili di origine malarica. Mentre giaceva a... more
Nel febbraio 1858 il naturalista inglese Alfred Russel Wallace (1823-1913) si trovava nell’Arcipelago malese. Sbarcato sull’isola di Gilolo (Molucche), venne colpito da violenti accessi febbrili di origine malarica. Mentre giaceva a letto, fra i deliri della febbre, la sua mente venne assalita da “quella domanda” che lo tormentava da anni: come possono gli organismi evolversi, modificarsi e dare origine a nuove specie distinte dalle parentali? Ad un certo punto qualcosa gli riportò alla memoria alcune frasi che aveva letto nel Saggio sul principio della popolazione di Thomas Malthus. Così, come d’un lampo, intuì quale potesse essere la tanto agognata legge naturale responsabile dell’evoluzione degli esseri viventi: la selezione naturale! In un momento di lucidità, nonostante le deboli forze, prese in mano la penna per fissare sulla carta le proprie idee. Alla sera l’articolo era abbozzato e due giorni dopo era già pronto in bella copia per essere sottoposto al giudizio dell’amico Charles Darwin. Questi, lettene le prime righe, capì subito con sgomento che lì, in quelle poche pagine manoscritte giunte da una sperduta isola delle Molucche, erano esposte idee pressoché identiche alle sue. Assalito dal panico, Darwin riconobbe infatti nello scritto di Wallace il nucleo essenziale della propria teoria, ancora inedita, sull’origine delle specie: in poche parole, se quel saggio fosse stato pubblicato, lui avrebbe perso la priorità della grande idea alla quale stava lavorando da più di vent’anni! La delicata situazione venne saggiamente risolta dagli amici Charles Lyell e sir Joseph Hooker che immediatamente pubblicarono il saggio di Wallace preceduto da alcuni scritti inediti di Darwin, così da attribuire ad entrambi il merito della scoperta e, nello stesso tempo, la priorità “morale” a Darwin. Spinto dagli eventi, Charles Darwin fu quindi costretto ad uscire allo scoperto e a pubblicare la sua grande Origine delle specie l’anno seguente.
Ma chi era Alfred Russel Wallace? All’epoca fu sicuramente uno dei più noti naturalisti inglesi. Oggi, tuttavia, nonostante i suoi notevoli contributi in vari settori della scienza vittoriana (entomologia, antropologia, geologia, biogeografia evolutiva, ecc.), egli viene quasi unicamente ricordato per essere stato l’altro uomo che scoprì la selezione naturale. In effetti pochi conoscono la sua vita in parte trascorsa ai tropici, gli studi biogeografici, il suo lavoro di divulgazione del darwinismo, il sincero impegno sociale in difesa dei deboli, e la sua fede nello spiritualismo, che lo portava a credere in un disegno sovrannaturale mirante al progresso morale dell’umanità.
E’ nostro auspicio che il 2013, anno del centenario della morte di Wallace, sia un’occasione per recuperare la memoria di questo naturalista vittoriano che non fu solo un grande scienziato, ma anche un vero gentleman.
"""«Ho appena finito di leggere il vostro libro che mi ha profondamente interessato. È proprio eccellente, anzi mi sembra il miglior libro che abbiate mai pubblicato; ma forse dico così solo perché è l’ultimo che ho letto». Così scriveva... more
"""«Ho appena finito di leggere il vostro libro che mi ha profondamente interessato. È proprio eccellente, anzi mi sembra il miglior libro che abbiate mai pubblicato; ma forse dico così solo perché è l’ultimo che ho letto». Così scriveva Darwin all’autore di Island Life, pietra miliare degli studi biogeografici. Ma chi è l’autore di Island Life? E’ Alfred Russel Wallace (1823-1913), all’epoca uno dei più noti naturalisti inglesi. Oggi, tuttavia, nonostante i suoi notevoli contributi in vari settori della scienza vittoriana (entomologia, antropologia, geologia, biogeografia evolutiva, ecc.), Wallace viene quasi unicamente ricordato per essere stato l’altro uomo che scoprì la selezione naturale. Colui che, un anno prima della pubblicazione dell’Origine delle specie, gettò inconsapevolmente nel panico Darwin con un breve saggio nel quale, per la prima volta, la selezione naturale veniva indicata come meccanismo dell’evoluzione.
In effetti pochi conoscono la sua vita in parte trascorsa ai tropici, gli studi biogeografici, il suo lavoro di divulgazione del darwinismo, il sincero impegno sociale in difesa dei deboli, e la sua fede nello spiritualismo, che lo portava a credere in un disegno sovrannaturale mirante al progresso morale dell’umanità.
E’ nostro auspicio che le celebrazioni del centenario della morte di Wallace siano un’occasione per recuperare la memoria di un vittoriano che non fu solo un grande naturalista, ma anche un vero gentleman."""
«Il vostro avvertimento che sarei stato preceduto si è rivelato oltremodo vero, non ho mai visto una coincidenza più impressionante; se Wallace avesse avuto il mio abbozzo manoscritto, redatto nel 1842, non avrebbe potuto farne riassunto... more
«Il vostro avvertimento che sarei stato preceduto si è rivelato oltremodo vero, non ho mai visto una coincidenza più impressionante; se Wallace avesse avuto il mio abbozzo manoscritto, redatto nel 1842, non avrebbe potuto farne riassunto migliore! Così tutta la mia originalità, qualunque essa sia, verrà fatta a pezzi». Così scriveva Charles Darwin (1809-1882), in preda al panico, all’amico Lyell nell’estate del 1858 dopo aver ricevuto una lettera di Alfred Russel Wallace. Nel 1858: l’anno prima della pubblicazione dell’Origine delle specie (1859), l’opera che avrebbe per sempre cambiato l’idea che l’uomo ha di sé stesso e della natura che lo circonda. Ma chi era questo Wallace di cui Darwin parla con tanta apprensione?
Alfred Russel Wallace (1823-1913) fu sicuramente all’epoca uno dei più noti naturalisti inglesi. Oggi, tuttavia, nonostante i suoi notevoli contributi in vari settori della scienza vittoriana (entomologia, antropologia, geologia, biogeografia evolutiva, ecc.), egli viene quasi unicamente ricordato per essere stato l’altro uomo che scoprì la selezione naturale. Colui che, un anno prima della pubblicazione dell’Origine delle specie, gettò inconsapevolmente nel panico Darwin con un breve saggio nel quale, per la prima volta, la selezione naturale veniva indicata come il meccanismo dell’evoluzione.
In effetti pochi conoscono la sua vita in parte trascorsa ai tropici, gli studi biogeografici, il suo lavoro di divulgazione del darwinismo, il sincero impegno sociale in difesa dei deboli, e la sua fede nello spiritualismo, che lo portava a credere in un disegno sovrannaturale mirante al progresso morale dell’umanità.
E’ nostro auspicio che il centenario della morte di Wallace sia un’occasione per recuperare la memoria di un vittoriano che non fu solo un grande naturalista, ma anche un vero gentleman.
Secondo Charles Darwin, Alexander von Humboldt (1769-1859) «è il più grande esploratore di tutti i tempi». In effetti, la sua vita, quasi centenaria, fu una vera avventura, sia scientifica che intellettuale. Dal 1799 al 1804 esplorò il... more
Secondo Charles Darwin, Alexander von Humboldt (1769-1859) «è il più grande esploratore di tutti i tempi». In effetti, la sua vita, quasi centenaria, fu una vera avventura, sia scientifica che intellettuale. Dal 1799 al 1804 esplorò il bacino dell’Orinoco, la Cordigliera andina, il Messico e Cuba. Tornato in Europa pubblicò i dati fisici, naturalistici, economici e politici raccolti nel nuovo continente in Voyage aux régiones équinoxiales du Nouveau Continent, una monumentale opera con la quale gettò le basi delle moderne scienze naturali e dell’americanistica. Nel 1829, a sessant’anni, si spinse nella Russia asiatica, oltre gli Urali, fino alla frontiera con la Mongolia.
Conobbe Federico il Grande, Napoleone e il presidente Jefferson. Fu amico di Goethe, Schiller, Gay-Lussac, Volta e Gauss.  La sua opera e il suo esempio di naturalista-esploratore contribuirono a far nascere in Darwin, Wallace, Haeckel e in molti altri scienziati di entrambi gli emisferi, l’amore per la scienza e per la ricerca naturalistica «sul campo».
Infine, in Kosmos Humboldt “affresca”, nella sua grandiosa unità cosmica, «tutto il mondo fisico, tutto ciò che sappiamo dei fenomeni celesti e terrestri». Un giorno Goethe disse che una settimana sui libri non equivaleva a un’ora di conversazione con Humboldt. Solo chi ha letto Humboldt può comprendere appieno e condividere questo entusiastico giudizio.
«Ho appena finito di leggere il vostro libro che mi ha profondamente interessato. È proprio eccellente, anzi mi sembra il miglior libro che abbiate mai pubblicato; ma forse dico così solo perché è l’ultimo che ho letto». Così scriveva... more
«Ho appena finito di leggere il vostro libro che mi ha profondamente interessato. È proprio eccellente, anzi mi sembra il miglior libro che abbiate mai pubblicato; ma forse dico così solo perché è l’ultimo che ho letto». Così scriveva Darwin all’autore di Island life, pietra miliare degli studi biogeografici. Ma chi è l’autore di Island life? È Alfred Russel Wallace (1823-1913), all’epoca uno dei più noti naturalisti inglesi. Oggi, tuttavia, nonostante i suoi notevoli contributi in vari settori della scienza vittoriana (entomologia, antropologia, geologia, biogeografia evolutiva, ecc.), Wallace viene quasi unicamente ricordato per essere stato l’altro uomo che scoprì la selezione naturale. Colui che, un anno prima della pubblicazione dell’origine delle specie, gettò inconsapevolmente nel panico darwin con un breve saggio nel quale, per la prima volta, la selezione naturale veniva indicata come meccanismo dell’evoluzione. In effetti pochi conoscono la sua vita in parte trascorsa ai tropici, gli studi biogeografici, il suo lavoro di divulgazione del darwinismo, il sincero impegno sociale in difesa dei deboli, e la sua fede nello spiritualismo, che lo portava a credere in un disegno sovrannaturale mirante al progresso morale dell’umanità.
"Secondo Charles Darwin, Alexander von Humboldt (1769-1859) «è il più grande esploratore di tutti i tempi». In effetti, la sua vita, quasi centenaria, fu una vera avventura, sia scientifica che intellettuale. Dal 1799 al 1804 esplorò il... more
"Secondo Charles Darwin, Alexander von Humboldt (1769-1859) «è il più grande esploratore di tutti i tempi». In effetti, la sua vita, quasi centenaria, fu una vera avventura, sia scientifica che intellettuale. Dal 1799 al 1804 esplorò il bacino dell’Orinoco, la Cordigliera andina, il Messico e Cuba. Tornato in Europa pubblicò i dati fisici, naturalistici, economici e politici raccolti nel nuovo continente in Voyage aux régiones équinoxiales du Nouveau Continent, una monumentale opera con la quale gettò le basi delle moderne scienze naturali e dell’americanistica. Nel 1829, a sessant’anni, si spinse nella Russia asiatica, oltre gli Urali, fino alla frontiera con la Mongolia.
Conobbe Federico il Grande, Napoleone e il presidente Jefferson. Fu amico di Goethe, Schiller, Gay-Lussac, Volta e Gauss.  La sua opera e il suo esempio di naturalista-esploratore contribuirono a far nascere in Darwin, Wallace, Haeckel e in molti altri scienziati di entrambi gli emisferi, l’amore per la scienza e per la ricerca naturalistica «sul campo».
Infine, in Kosmos Humboldt “affresca”, nella sua grandiosa unità cosmica, «tutto il mondo fisico, tutto ciò che sappiamo dei fenomeni celesti e terrestri». Un giorno Goethe disse che una settimana sui libri non equivaleva a un’ora di conversazione con Humboldt. Solo chi ha letto Humboldt può comprendere appieno e condividere questo entusiastico giudizio."
Alla scoperta delle leggi della vita Negli ultimi anni ho avuto il piacere di leggere numerosi ottimi libri dedicati alle principali scoperte che hanno caratterizzato la storia delle scienze della vita. Tra gli Autori che più... more
Alla scoperta delle leggi della vita Negli ultimi anni ho avuto il piacere di leggere numerosi ottimi libri dedicati alle principali scoperte che hanno caratterizzato la storia delle scienze della vita. Tra gli Autori che più frequentemente ho apprezzato per l'originalità della proposta e la qualità di scrittura vi è sicuramente Federico Focher, mi ha sorpreso con il suo "L'uomo che gettò nel panico Darwin. La vita e le scoperte di Alfred Russel Wallace" (Bollati Boringhieri), libro in cui per la prima volta ho capito di non aver mai realmente conosciuto la portata e l'ampiezza del lavoro di Wallace, un autore arguto, originale, inquieto e indipendente. Tutti sappiamo, perché lo scrisse lo stesso Charles Darwin nella sua Autobiografia, che Wallace obbligò Darwin a concretizzare le proprie idee più celermente di quanto da lui sperato: "i miei progetti furono sconvolti, perché all'inizio dell'estate del 1858 il signor Wallace, il quale allora si trovava nell'arcipelago malese, mi mandò un saggio: Sulla tendenza delle varietà a separarsi indefinitamente dal tipo originale, in cui si esponeva una teoria identica alla mia. Il libro di Focher guidava i lettori alla scoperta di come Wallace arrivò a quella "improvvisa illuminazione", che lui celermente abbozzò e inviò a Darwin gettandolo nel panico. Seguendo una linea narrativa simile, il nuovo libro di Federico Focher intitolato "Alla scoperta delle leggi della vita" (edito dalla casa editrice Il Prato) guida il lettore alla scoperta della vita di Redi, Maupertuis, Trembley, Von Humboldt, Wallace e Mendel, sei grandi scienziati che, seppure oggi poco noti al grande pubblico, hanno dato contributi importantissimi nella storia del pensiero biologico. Nel libro di Focher, Francesco Redi stesso vi guiderà a capire l'importanza del metodo sperimentale, che si concretizza nel credere solo a "quello che con gli occhi miei propri io vedo" e solo se "dall'iterata e reiterata esperienza mi venga confermato". A Redi (1626-1697) dobbiamo infatti l'introduzione delle procedure seriali, del disegno sperimentale e del confronto tra esperimenti di ricerca ed esperimenti di controllo nel metodo scientifico in biologia. Pierre-Louis Moreau de Maupertuis (1698-1759) vi guiderà invece all'origine delle prime teorie relative alla genesi dell'essere vivente e ai meccanismi dell'ereditarietà e nei sui scritti, di cui il libro di Federico Focher è una preziosa fonte di citazioni, avrete modo di leggere ipotesi e idee che, se interpretate alla luce della attuali conoscenze, colpiscono per la loro sorprendente modernità: "secondo Maupertuis le particelle organiche che determinavano le caratteristiche fisiche dei genitori, durante il rapporto sessuale, non si sarebbero scontrate casualmente come sosteneva l'obsoleta fisica cartesiana, ma sarebbero venute in contatto reciproco in modo selettivo grazie a biunivoche forze attrattive o a peculiari relazioni chimiche". Infine, è interessante leggere come un secolo prima di Darwin e Wallace, Maupertuis anticipasse l'idea che le specie potessero cambiare, sebbene per eventi casuali e non per oggetto della selezione, andando però a mostrare una visione critica per il fissismo creazionista. Una vera sorpresa è il capitolo dedicato a Abrahm Trembley (1710-1784), che per molti versi può essere considerato tra i fondatori della zoologia sperimentale. A lui si deve nel 1740 la scoperta, assolutamente sensazionale per quei tempi, della partenogenesi negli afidi. La sua dimostrazione del fatto che una femmina di afide potesse riprodursi senza accoppiarsi con un maschio destò così tanto stupore da portare Trembley alla nomina a Socio Corrispondente dell'Accademia delle Scienze di Parigi. La popolarità di Trembley divenne però decisamente diffusa grazie alla sua scoperta delle capacità rigenerative del polipo d'acqua dolce Hydra vulgaris. La figura che Federico Focher traccia in questo capitolo è quella di uno scienziato per volti aspetti decisamente moderno, che abbina grandi capacità analitiche e perizia sia nella tecnica che nel disegno Utilizziamo i cookie per essere sicuri che tu possa avere la migliore esperienza sul nostro sito. Se continui ad utilizzare questo sito noi assumiamo che tu ne sia felice.
Il libro "Alla scoperta delle leggi della vita. Ritratti di Redi, Maupertuis, Trembley, Von Humboldt, Wallace, Mendel" di Federico Focher è un testo che affronta biografie di biologi poco conosciuti al grande pubblico, vissuti tra il XVII... more
Il libro "Alla scoperta delle leggi della vita. Ritratti di Redi, Maupertuis, Trembley, Von Humboldt, Wallace, Mendel" di Federico Focher è un testo che affronta biografie di biologi poco conosciuti al grande pubblico, vissuti tra il XVII e il XIX secolo.
Con il volume 'Alla scoperta delle leggi della vita' Federico Focher, ricercatore del Cnr-Igm, propone i ritratti di sei scienziati che hanno lasciato un segno significativo nel pensiero biologico, ma che non sono notissimi al grande... more
Con il volume 'Alla scoperta delle leggi della vita' Federico Focher, ricercatore del Cnr-Igm, propone i ritratti di sei scienziati che hanno lasciato un segno significativo nel pensiero biologico, ma che non sono notissimi al grande pubblico
One hundred and fifty years ago, in The Proceedings of the Natural History Society of Brünn Gregor Mendel published the results of his hybridization studies on pea plants (Pisum sativum). At the time his studies did not raise particular... more
One hundred and fifty years ago, in The Proceedings of the Natural History Society of Brünn Gregor Mendel published the results of his hybridization studies on pea plants (Pisum sativum). At the time his studies did not raise particular interest but when they were rediscovered in 1900, it appeared clear that his essay had to be considered the birth certificate of a new science: Genetics. Although Mendel knew Darwin’s work he did not realized to have in his hands the tools to decode the physical basis on which natural selection works.
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