Al Prof. Chergui e Elettra-Sincrotrone Trieste uno dei grant ERC assegnati dalla Commissione Europea

Immagine ‘chirale' delle molecole su scala atomica

Il Prof. Majed Chergui, Professore Emerito del Politecnico di Losanna (EPFL), è stato selezionato (per la seconda volta) tra i vincitori del più prestigioso finanziamento della Commissione Europea per la ricerca di base, lo European Research Council Advanced Grant (ERC-AdG). Il suo progetto, denominato CHIRAX, si occupa di Spettroscopia a raggi x di molecole chirali in liquido ed è basato presso il Centro di ricerca internazionale Elettra-Sincrotrone Trieste.

Chergui è un esperto mondiale di tecniche basate sui raggi X, e in particolare ha già dimostrato su campioni in forma di polvere la validità tecnica dell’approccio proposto. Il progetto CHIRAX estende la metodologia a campioni in stato liquido, la cui gestione presenta maggiori complicazioni tecniche, ma che è di enorme interesse, in quanto rappresenta l’ambiente naturale in cui avvengono i processi biologici che il progetto vuole comprendere.

CHIRAX, finanziato con quasi 2,5 milioni di Euro sarà basato principalmente a FERMI, il laser a elettroni liberi del centro internazionale Elettra-Sincrotrone Trieste, avrà una durata di 5 anni a partire dall’autunno 2023 e prevede la collaborazione dell’Università degli Studi di Trieste e vari sincrotroni e FEL in Europa: gli studenti di dottorato coinvolti avranno l’opportunità di utilizzare la strumentazione più tecnologicamente avanzata ad oggi disponibile e applicarla ad un campo di ricerca di base estremamente innovativo.
Il grant ERC-AdG è uno dei 14 grant vinti presso istituzioni italiane (il 6.5% su un totale di 218 grant approvati; la classifica è guidata dalla Germania, con 37 grant). Il totale degli assegnatari di ERC-AdG di nazionalità italiana è superiore, e ammonta a 22 su 218 (10% del totale). Se ne evince che quello del Prof. Majed Chergui è un contributo in controtendenza: un ricercatore operante in Svizzera che decide di portare la sua ricerca futura in Italia, e precisamente a Elettra-Sincrotrone Trieste.
Possibili ragioni alla base di questo esempio di successo sono sicuramente da ricercare nell’unicità delle due macchine di luce operative a Elettra—il sincrotrone Elettra e il Laser a Elettroni Liberi (FEL) FERMI — e nel livello di internazionalità del centro. Il Prof. Majed Chergui infatti è da tempo un utente di FERMI, una macchina che si è distinta tra i suoi pari (solo 9 FEL sono operativi al mondo) per il suo disegno innovativo e la stabilità dei suoi impulsi coerenti, ultra-corti (10-100 femtosecondi, milionesimo di miliardesimo di secondi) dieci miliardi di volte più brillanti di quelli emessi da sorgenti di terza generazione, frutto di scelte tecniche consapevoli, che hanno sfidato le limitazioni correnti. FERMI è una macchina che opera nell’intervallo energetico dell’estremo ultravioletto e dei raggi X soffici, che apre nuove opportunità per esplorare la struttura di stati transienti della materia condensata, della materia soffice e biologica, e di quella rarefatta (atomi, molecole, e loro aggregati in vuoto), offrendo una varietà di tecniche che spaziano dalla diffrazione, allo scattering, alla spettroscopia di luce, di elettroni, e di ioni.

CHIRAX: Spettroscopia a raggi x di molecole chirali in liquido

La chiralità (dal greco χείρ: mano) è una proprietà centrale di alcune molecole che esistono in due forme che sono l’immagine-specchio una dell’altra e che non sono sovrapponibili, come le nostre mani. Queste due forme sono chiamate enantiomero destro e sinistro. La natura invece è monochirale, cioé le funzioni biologiche succedono con solo un tipo di enantiomero, mentre l’altro può essere neutrale o spesso tossico. Per esempio, la molecola Dopa ha un enantiomero che è utilizzato per trattare la malattia neurodegenerativa di Parkinson, mentre l’altro causa mal di testa, nausea e stordimenti. Di conseguenza, l’identificazione e la separazione degli enantiomeri è d’importanza centrale nella farmacologia, la tossicologia, la medicina, la biochimica ed anche in altri campi come la catalisi eterogenea di superficie.
Oggi il mercato dei chimici chirali rappresenta approssimativamente 60 miliardi di $ ed è previsto crescere fino a 150 miliardi entro il 2030! La metodologia per identificare gli enantiomeri, chiamata dicroismo circolare, è la stessa che è stata sviluppata più di un secolo fa da Pasteur, van’t Hoff e Le Bel: usa la proprietà degli enantiomeri di assorbire preferibilmente la luce visibile o ultravioletta dotata d’una polarizzazione circolare. Purtroppo questa tecnica non è sufficientemente sensibile.
Il progetto CHIRAX propone di estendere ai raggi X il dicroismo circolare. I raggi X offrono sensibilità molto spinte, e permettono inoltre di selezionare l’elemento chimico (cioè l’atomo) che assorbe la luce e di collegarlo allo stato chirale della molecola. Scopo del progetto è portare questa tecnica, intrinsecamente molto sensibile, ad un livello di implementazione tale da consentirne l’analisi di molecole. Inoltre, sfruttando la struttura temporale ultraveloce del fascio di raggi X prodotto dal Laser ad Elettroni Liberi (FEL) FERMI, il progetto punterà ad eseguire questo tipo di analisi in tempo reale, seguendo l’evoluzione dei sistemi biomolecolari chirali nel tempo e al variare delle condizioni analitiche.

https://erc.europa.eu/news-events/news/erc-2022-advanced-grants-results


Per maggiori informazioni contattare il prof. Chergui majed.chergui@elettra.eu
 
Ultima modifica il Martedì, 26 Marzo 2024 16:17