Le colture cellulari sono una tecnologia che permette il mantenimento di cellule eucariote o procariote in ambienti artificiali e controllati e rappresentano un'opportunità unica di immergersi nel mondo della biologia cellulare e della biotecnologia. In questo laboratorio, studenti e studentesse potranno avvicinarsi alle tecniche fondamentali per il mantenimento di cellule eucariote in vitro, sistemi essenziali per molte aree della ricerca biomedica. In generale verranno analizzati l'uso della cappa a flusso laminare e il lavoro in ambiente sterile. Nello specifico ci sarà la possibilità di osservare la morfologia cellulare al microscopio e di monitorare la crescita di una coltura cellulare valutandone la vitalità.

L’attività prevede di trasformare delle cellule di Escherichia Coli con il plasmide pGLO per renderle capaci di esprimere nuove caratteristiche. Gli studenti, inoltre, purificano la proteina green fluorescent protein (GFP) prodotta dalle cellule batteriche mediante cromatografia ad interazione idrofobica.

L’attività prevede l’uso del plasmide pGLO per trasformare dei batteri e la purificazione, mediante cromatografia ad interazione idrofobica, della proteina GFP prodotta dalle cellule batteriche. Nella seconda giornata gli studenti eseguono il DNA fingerprinting, tecnica che consente il confronto fra genomi appartenenti a individui diversi.

L’esperimento propone lo studio “in vitro” dell’attività fotosintetica di cloroplasti tramite una reazione colorimetrica che può essere apprezzata ad occhio nudo.

L'attività antiossidante di un alimento viene valutata mediante l’uso dello spettrofotometro, strumento che misura quantitativamente la capacità di una sostanza di “combattere” i radicali liberi.

Gli studenti, lavorando a coppie, imparano le basi della programmazione di Arduino e realizzano un pHmetro, strumento di laboratorio necessario per misurare il pH di soluzioni.

Il laboratorio prevede un approccio esperienziale alla chimica di base attraverso la realizzazione di alcune forme cosmetiche e di alcune preparazioni di cucina molecolare.

Molto spesso il concetto di chimico si contrappone a quello di naturale, ciò che è sintetico e creato dall’uomo in opposizione a qualcosa che nasce spontaneamente, e che quindi si immagina più “buono”. L’indaco, ad esempio, un colorante di natura vegetale, estratto da diverse specie di piante può anche essere sintetizzato chimicamente. Ci sono differenze tra la molecola estratta e quella sintetizzata? Riflettendo sul concetto di naturale e sintetico, gli studenti sintetizzano la molecola dell’indaco che utilizzano per colorare dei tessuti e analizzano coloranti sintetici mediante cromatografia su carta.

L’attività è incentrata sulle energie rinnovabili e propone la costruzione di sistemi che permettono di produrre corrente elettrica sfruttando l’energia del sole e il metabolismo di microscopici organismi viventi (lieviti).

Il percorso, arricchito da momenti di collegamento in diretta con l’esperto e da contenuti digitali, permette di affrontare virtualmente la tecnica della trasformazione batterica, tecnica che permette di modificare geneticamente una popolazione batterica per fare esprimere nuove caratteristiche.

Il percorso, arricchito da momenti di collegamento in diretta con l’esperto e da contenuti digitali, permette di affrontare virtualmente la tecnica del DNA fingerprinting, tecnica che consente il confronto fra genomi appartenenti a individui diversi e che trova applicazione in un vasto numero di campi (medico, forense e genetico).

Fin dall'antichità la nostra vita è stata caratterizzata da decine di epidemie e pandemie causate da batteri e virus. La recente pandemia da Covid-19 ha riacceso l’interesse nei confronti dello studio dei microrganismi responsabili delle infezioni.

La tecnica del DNA fingerprinting, in ambito forense, permette di identificare gli individui, analizzando le caratteristiche uniche del DNA di ogni persona: il laboratorio vuole simulare una vera e propria “indagine genetica”.

Lo studio dell’attività della β-galattosidasi, enzima responsabile della digestione del lattosio, viene affrontato sia in chiave qualitativa che quantitativa (uso dello spettrofotometro). La β-galattosidasi o lattasi è un enzima localizzato principalmente nella parete intestinale ed è responsabile della digestione del lattosio. Si stima che solo il 30% degli esseri umani adulti conservino la capacità di digerire il lattosio. Il resto della popolazione adulta, che risulta quindi essere intollerante, dovrebbe evitare l’assunzione di alimenti che contengono lattosio o consumare alimenti che ne contengono molto poco: tali prodotti possono essere ottenuti mediante trattamento dei campioni di latte con la lattasi immobilizzata. Gli studenti valutano in maniera indiretta, attraverso un saggio colorimetrico, l’effettiva attività dell’enzima immobilizzato. Nella seconda parte dell’attività gli studenti usano come substrato un analogo del lattosio. Tale composto è incolore ma, in presenza dell’enzima, viene idrolizzato dando origine in soluzione ad un composto giallo la cui formazione può essere valutata con lo spettrofotometro, anche in presenza di molecole che possono agire da inibitori.

Il laboratorio prevede un percorso attraverso alcuni degli esperimenti storici che segnano il passaggio dalla fisica classica al ‘mondo dei quanti’.