Con il progetto 'LIFETimeS' la professoressa Benedetta Mennucci del dipartimento di Chimica e Chimica Industriale dell'Università di Pisa, ha ricevuto un finanziamento di 2,4 milioni di euro dal Consiglio europeo della ricerca (ERC). La docente dell’Ateneo è risultata tra gli 11 ricercatori italiani che si sono aggiudicati il prestigioso ERC Advanced Grant, assegnato in tutta Europa a un totale di 269 progetti, ed è l’unico in Italia nel settore della Chimica.
LIFETimes, acronimo di “Light-Induced Function: from Excitation to Signal through Time and Space”, avrà una durata di 5 anni e avrà l’obiettivo di sviluppare nuove metodologie computazionali per simulare la funzione biologica svolta dalle proteine fotoresponsive in piante e batteri. L’idea che sta alla base del progetto è partire da un processo all'apparenza semplice, come l'assorbimento della luce per arrivare ai meccanismi biologici complessi che questo attiva, fondamentali per la vita degli organismi.
La professoressa Mennucci, insieme al suo team, proverà a simulare al computer tali processi fotoindotti: «I meccanismi molecolari utilizzati per percepire, usare e rispondere alla luce sono diversi, ma più comunemente l'evento iniziale è un'eccitazione elettronica localizzata su una o poche molecole interagenti contenute all’interno di una proteina – spiega la professoressa - L’energia coinvolta in questo processo molecolare iniziale rapidamente genera altre trasformazioni all’interno del sistema che infine portano alla funzione biologica. Simulare al computer questa cascata di processi, un “effetto domino” sia di tipo temporale che spaziale, è esattamente lo scopo del progetto. Tale obiettivo potrà essere raggiunto sviluppando una nuova strategia basata sull'integrazione di metodi molto accurati basati sulla chimica quantistica con modelli con minore dettaglio atomistico che però possono essere estesi a trattare la dinamica lenta dell’intera proteina e del suo ambiente. La completezza e l’accuratezza di queste simulazioni rappresenteranno una svolta nella comprensione dei meccanismi molecolari che regolano le funzioni biologiche fotoattivate e ci aiuteranno a imparare a modificarle in modo non invasivo utilizzando la luce e quindi potendo ottenere una risoluzione spazio-temporale senza precedenti».
La professoressa Benedetta Mennucci.