A Novel Biosensor for Rapid Virus Detection
A joint research team led by the Institute of Nanoscience of the National Research Council (CNR-Nano) and the University of Pisa (Department of Pharmacy), in collaboration with the University of Modena and Reggio Emilia and the Scuola Normale Superiore, has developed a next-generation biosensor capable of detecting viral proteins—including the Spike protein of SARS-CoV-2—in biological fluids with high precision.
The findings, recently published in the journal Nanoscale, mark a breakthrough in biosensor design. The new sensor is based on a modular, Lego-like structure that can be easily adapted to detect a variety of molecular targets.
At the core of the sensor is a genetically engineered protein that combines three distinct functions in a single sequence. One segment acts as the detection target, built using fragments of the Spike protein. The central portion, inspired by the human ACE2 receptor, is designed to bind to the viral protein if it is present. The third segment contains green fluorescent protein (GFP), which functions like a light bulb—emitting a fluorescent signal upon contact with the virus, allowing for fast and accurate detection.
“The biosensor was created using both traditional recombinant protein engineering and innovative technologies such as click chemistry,” explains Eleonora Da Pozzo from the University of Pisa. “This interdisciplinary approach enabled us to develop a sensor with extremely high sensitivity, capable of detecting sub-nanomolar concentrations of viral protein.”
“What truly sets this prototype apart is its modularity,” adds Giorgia Brancolini from CNR-Nano. “By combining experimental research with molecular modeling and computer simulations, we were able to fine-tune each component and design a flexible, reprogrammable architecture. By altering specific sequences, the sensor can be adapted to identify other viruses or biomolecules, paving the way for new, customizable diagnostic tools.”
To protect the innovation and support its potential applications, a national patent application has been filed: Development of a FRET sensor for coronavirus detection (Application No. 102022000025416, filed on 13/12/2022).
The project received funding from Spark Global, through the Proof-of-Concept project SPARK PISA 2020–2022 (“FRET sensor for the Assessment of Coronavirus Titre – FACT”), and from the national PRIN2020 project “Early Phase Preclinical Development of PACECOR, a Mutation-Independent Anti-SARS-CoV-2 Therapeutic Strategy.”
Le nuove frontiere del diritto spaziale al centro del progetto EUSPIL dell’Università di Pisa
Chi è responsabile se c’è una collisione fra satelliti, come si regola lo sfruttamento commerciale dei corpi celesti, per esempio l’estrazione di terre rare e minerali dagli asteroidi o il prelievo di acqua ghiacciata dai poli lunari, e come si può evitare che lo spazio diventi una discarica di detriti o reagire alla militarizzazione dell’orbita terrestre? Questi interrogativi, che rappresentano altrettante nuove frontiere del diritto, sono al centro di EUSPIL (EU Space Policy, International Law and Sustainability), il progetto Jean Monnet sulla politica spaziale dell’Unione Europea di cui è titolare Claudia Cinelli, professoressa di Diritto internazionale del dipartimento di Scienze politiche dall’Università di Pisa.
“Con l’aumento esponenziale di satelliti e missioni spaziali, l’importanza di un solido quadro normativo per le attività oltre l’atmosfera terrestre non è mai stata così centrale – spiega Claudia Cinelli - è necessario evitare che lo spazio diventi un “far west” tecnologico altrimenti rischiamo di compromettere la cooperazione internazionale e la sostenibilità per le generazioni future: in questo scenario, l’Unione europea può giocare un ruolo di guida per garantire standard condivisi e tutelare l’uso pacifico dello spazio.”
Attualmente il diritto dello spazio extra-atmosferico si basa sull’Outer Space Treaty del 1967 arricchito da convenzioni come quella sulla responsabilità internazionale per i danni causati da oggetti spaziali (1972). Tuttavia, la rapida evoluzione delle tecnologie e l’ingresso massiccio di attori privati, incluse le cosiddette “mega-costellazioni”, stanno sollevano nuovi problemi che gli strumenti normativi vigenti non affrontano in modo dettagliato.
Euspil si propone quindi di esplorare queste zone grigie con un focus sulla prospettiva europea. Gli obiettivi sono di formare una nuova generazione di professionisti specializzati negli affari spaziali, e di consolidare una rete di giuristi, policy-maker, autorità regolatorie e agenzie spaziali, per garantire che l’ultima frontiera rimanga un luogo di cooperazione pacifica, senza trasformarsi in un nuovo terreno di scontro o di sfruttamento indiscriminato.
Grazie a EUSPIL, l’Università di Pisa sarà tra le prime università italiane ad offrire un insegnamento per gli studenti magistrali interamente dedicato al diritto internazionale e dell’Ue in materia di spazio, insieme a un ciclo di seminari aperti anche agli studenti di dottorato. A partite dal prossimo anno accademico 2025-2026, il Dipartimento di Scienze Politiche dell’Ateneo pisano attiverà inoltre l’insegnamento in inglese International Law, Outer Space and European Union. La referente sarà la stessa Claudia Cinelli. Dal 2022 al 2023 la professoressa è stata anche capofila del progetto internazionale "Advancing Responsible State Behavior in Outer Space", finanziato dal Massachusetts Institute of Technology - Italy Università di Pisa Seed Fund. La sua passione per il diritto degli spazi internazionali, inclusi lo spazio extra-atmosferico, si riflette inoltre nella monografia “Il diritto degli spazi internazionali, inclusi lo spazio extra-atmosferico” del 2020.
Gli altri docenti dell’Università di Pisa impegnati nel progetto sono Giovanni Federico Gronchi del dipartimento di Matematica, Simone Marinai del dipartimento di Giurisprudenza e Simone Paoli e Sara Poli, entrambi del dipartimento di Scienze politiche.
Le nuove frontiera del diritto spaziale al centro del progetto EUSPIL dell’Università di Pisa
Sicurezza, sostenibilità, sfruttamento commerciale e ruolo dell’Unione europea i temi in discussione per evitare che lo spazio extra-atmosferico diventi un nuovo far west
Chi è responsabile se c’è una collisione fra satelliti, come si regola lo sfruttamento commerciale dei corpi celesti, per esempio l’estrazione di terre rare e minerali dagli asteroidi o il prelievo di acqua ghiacciata dai poli lunari, e come si può evitare che lo spazio diventi una discarica di detriti o reagire alla militarizzazione dell’orbita terrestre? Questi interrogativi, che rappresentano altrettante nuove frontiere del diritto, sono al centro di EUSPIL (EU Space Policy, International Law and Sustainability), il progetto Jean Monnet sulla politica spaziale dell’Unione Europea di cui è titolare Claudia Cinelli, professoressa di Diritto internazionale del dipartimento di Scienze politiche dall’Università di Pisa.
“Con l’aumento esponenziale di satelliti e missioni spaziali, l’importanza di un solido quadro normativo per le attività oltre l’atmosfera terrestre non è mai stata così centrale – spiega Claudia Cinelli - è necessario evitare che lo spazio diventi un “far west” tecnologico altrimenti rischiamo di compromettere la cooperazione internazionale e la sostenibilità per le generazioni future: in questo scenario, l’Unione europea può giocare un ruolo di guida per garantire standard condivisi e tutelare l’uso pacifico dello spazio.”
Attualmente il diritto dello spazio extra-atmosferico si basa sull’Outer Space Treaty del 1967 arricchito da convenzioni come quella sulla responsabilità internazionale per i danni causati da oggetti spaziali (1972). Tuttavia, la rapida evoluzione delle tecnologie e l’ingresso massiccio di attori privati, incluse le cosiddette “mega-costellazioni”, stanno sollevano nuovi problemi che gli strumenti normativi vigenti non affrontano in modo dettagliato.
Euspil si propone quindi di esplorare queste zone grigie con un focus sulla prospettiva europea. Gli obiettivi sono di formare una nuova generazione di professionisti specializzati negli affari spaziali, e di consolidare una rete di giuristi, policy-maker, autorità regolatorie e agenzie spaziali, per garantire che l’ultima frontiera rimanga un luogo di cooperazione pacifica, senza trasformarsi in un nuovo terreno di scontro o di sfruttamento indiscriminato.
Grazie a EUSPIL, l’Università di Pisa sarà tra le prime università italiane ad offrire un insegnamento per gli studenti magistrali interamente dedicato al diritto internazionale e dell’Ue in materia di spazio, insieme a un ciclo di seminari aperti anche agli studenti di dottorato. A partite dal prossimo anno accademico 2025-2026, il Dipartimento di Scienze Politiche dell’Ateneo pisano attiverà inoltre l’insegnamento in inglese International Law, Outer Space and European Union. La referente sarà la stessa Claudia Cinelli. Dal 2022 al 2023 la professoressa è stata anche capofila del progetto internazionale "Advancing Responsible State Behavior in Outer Space", finanziato dal Massachusetts Institute of Technology - Italy Università di Pisa Seed Fund. La sua passione per il diritto degli spazi internazionali, inclusi lo spazio extra-atmosferico, si riflette inoltre nella monografia “Il diritto degli spazi internazionali, inclusi lo spazio extra-atmosferico” del 2020.
Gli altri docenti dell’Università di Pisa impegnati nel progetto sono Giovanni Federico Gronchi del dipartimento di Matematica, Simone Marinai del dipartimento di Giurisprudenza e Simone Paoli e Sara Poli, entrambi del dipartimento di Scienze politiche.
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Maggiori informazioni: https://www.circle-u.eu/calls/community-of-practice.html
Banche dei semi: una nuova metodologia indica quali specie conservare per salvare le piante dall’estinzione (e ridurre i costi)
Circa due specie di piante su cinque nel mondo potrebbero sparire. Per questo motivo, è importante capire quali specie sono più a rischio e trovare i modi efficaci per conservarle.
E’ questa la sfida raccolta da un gruppo di ricercatori coordinato dal professore Angelino Carta del Dipartimento di Biologia dell’Università di Pisa. Il risultato è stata una nuova metodologia basata sulla rilevanza evolutiva delle specie grazie alla quale sarà possibile integrare le collezioni attualmente conservate nelle banche dei semi. Lo studio pubblicato sulla rivista New Phytologist promette inoltre anche dei risparmi in termini economici. Al progetto hanno partecipato ricercatori della Stazione Biologica Doñana (Spagna), degli Orti Botanici di Ginevra (Svizzera), Meise (Belgio) e Kew (Regno Unito).
L’analisi ha riguardato un imponente set di dati provenienti da 109 banche dei semi comprendente oltre 22.000 specie relative a tutta la flora d’Europa. E’ così emerso che le banche custodiscono una ricca varietà di piante, ma ancora non coprono completamente tutta la diversità evolutiva possibile. In pratica, alcuni “rami” dell’albero genealogico delle piante europee non sono rappresentati nelle collezioni. Le specie attualmente non conservate, ma il cui campionamento e stoccaggio in banca sarebbe fondamentale, sono sopratutto quelle che rappresentano un unicum evolutivo perché mostrano delle strategie riproduttive singolari o sono confinate ad aree geografiche limitate.
“Si tratta di un metodo che può essere personalizzato per adattarlo a diversi obiettivi di conservazione, fino all'esaurimento del budget disponibile – sottolinea Carta – La nostra ricerca rappresenta quindi un passo fondamentale per future azioni di conservazione, i risultati possono servire come base di discussione per promuovere nuove politiche, incluso la salvaguardia delle specie in via di estinzione, la resilienza dei sistemi agroalimentari e l’identificazione delle specie più adatte al restauro degli habitat in uno scenario di cambiamenti climatici”.
Banche dei semi: una nuova metodologia indica quali specie conservare per salvare le piante dall’estinzione (e ridurre i costi)
La ricerca dell’Università di Pisa pubblicata sulla rivista New Phytologist
Circa due specie di piante su cinque nel mondo potrebbero sparire. Per questo motivo, è importante capire quali specie sono più a rischio e trovare i modi efficaci per conservarle.
E’ questa la sfida raccolta da un gruppo di ricercatori coordinato dal professore Angelino Carta del Dipartimento di Biologia dell’Università di Pisa. Il risultato è stata una nuova metodologia basata sulla rilevanza evolutiva delle specie grazie alla quale sarà possibile integrare le collezioni attualmente conservate nelle banche dei semi. Lo studio pubblicato sulla rivista New Phytologist promette inoltre anche dei risparmi in termini economici. Al progetto hanno partecipato ricercatori della Stazione Biologica Doñana (Spagna), degli Orti Botanici di Ginevra (Svizzera), Meise (Belgio) e Kew (Regno Unito).
L’analisi ha riguardato un imponente set di dati provenienti da 109 banche dei semi comprendente oltre 22.000 specie relative a tutta la flora d’Europa. E’ così emerso che le banche custodiscono una ricca varietà di piante, ma ancora non coprono completamente tutta la diversità evolutiva possibile. In pratica, alcuni “rami” dell’albero genealogico delle piante europee non sono rappresentati nelle collezioni. Le specie attualmente non conservate, ma il cui campionamento e stoccaggio in banca sarebbe fondamentale, sono sopratutto quelle che rappresentano un unicum evolutivo perché mostrano delle strategie riproduttive singolari o sono confinate ad aree geografiche limitate.
“Si tratta di un metodo che può essere personalizzato per adattarlo a diversi obiettivi di conservazione, fino all'esaurimento del budget disponibile – sottolinea Carta – La nostra ricerca rappresenta quindi un passo fondamentale per future azioni di conservazione, i risultati possono servire come base di discussione per promuovere nuove politiche, incluso la salvaguardia delle specie in via di estinzione, la resilienza dei sistemi agroalimentari e l’identificazione delle specie più adatte al restauro degli habitat in uno scenario di cambiamenti climatici”.
Il Tour di Circle U. fa tappa nei poli didattici dell’Università di Pisa
L’Università di Pisa organizza il Tour di Circle U., l’iniziativa itinerante che porta nei poli didattici dell’Ateneo informazioni, testimonianze e approfondimenti su opportunità di studio, mobilità e collaborazione internazionale offerte dalla rete universitaria europea Circle U.
Circle U. è un’alleanza strategica tra nove università europee di eccellenza, pensata per costruire una vera e propria comunità accademica inernazioanle, basata sulla condivisione di valori, conoscenze e percorsi formativi innovativi.
Durante le tappe del tour sarà possibile conoscere da vicino le opportunità offerte da Circle U., tra cui:
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Percorsi formativi innovativi e interdisciplinari sviluppati in collaborazione con le università partner;
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Progetti di mobilità internazionale pensati per essere flessibili e integrati nel proprio piano di studi;
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Attività e iniziative trasversali che promuovono la crescita personale, l’acquisizione di competenze trasversali e l’apertura verso il contesto europeo;
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La possibilità di entrare a far parte di una rete internazionale di studenti, docenti e ricercatori, contribuendo attivamente alla costruzione di una comunità accademica europea.
A raccontare il progetto saranno le Circle U. Ambassador dell’Università di Pisa – Agata, Anna e Susanna – che condivideranno esperienze, consigli e modalità di partecipazione. Gli appuntamenti saranno animati anche dalla presenza di Radioeco, con interviste, dirette e approfondimenti dedicati.
Date e luoghi del tour:
Polo Piagge – Mercoledì 16 aprile, ore 12:00–14:00
Polo Fibonacci – Giovedì 17 aprile, ore 12:00–14:00
Polo Porta Nuova – Martedì 13 maggio, ore 13:00–15:00
Tutte le studentesse e gli studenti sono invitati a partecipare: sarà un’occasione preziosa per scoprire come arricchire il proprio percorso universitario con un’esperienza europea, partendo proprio da Pisa.
In memoria di Massimo Testardi
Massimo Testardi è nato a Cascina il 27 agosto 1949. Dal 1994 è stato segretario amministrativo dell’allora Dipartimento di Scienze Storiche del Mondo Antico e dal 1997 della Facoltà di Lettere e Filosofia fino al 2012 anno dell’abolizione delle facoltà. È andato in pensione nel 2014.
Pubblichiamo di seguito il ricordo del professore Alfonso Maurizio Iacono.
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Di solito nel mondo accademico sono ricordati i docenti che vengono a mancare oppure qualche studente quando accade qualcosa di tragico. Ma il mondo accademico non è fatto soltanto di docenti e di studenti, è fatto anche di coloro che vengono chiamati i “non docenti”, ovverossia del personale tecnico, amministrativo, bibliotecario, senza di cui tutto il sistema universitario non potrebbe nemmeno esistere.
A volte ci si dimentica che il mondo universitario è una comunità in cui si intrecciano competenze didattiche, di ricerca, amministrative, tecniche, ma anche amicizie personali. Venerdì è venuto a mancare all’improvviso Massimo Testardi, per anni segretario amministrativo di quella che si chiamava la Facoltà di Lettere e Filosofia, oltre che del Dipartimento di Scienze dell’Antichità. Difficile raccontare e spiegare cosa sia stata per me la sua presenza nei nove anni in cui fui preside di quella Facoltà.
Il rapporto professionale iniziò prima che io fossi eletto. Ero in concorrenza con un amico oltre che collega, Piero Floriani, anch’egli purtroppo scomparso, e Massimo venne da me a dirmi che lui era amico anche di Floriani. Fu un atto di lealtà. Dato il ruolo che avrebbe avuto, fu con me chiaro sin dall’inizio. Lo apprezzai molto e capii che se fossi diventato preside, avrei potuto riporre la massima fiducia in lui. E così fu. Piero fu il primo a telefonarmi per congratularsi. Con Massimo iniziammo un rapporto professionale che divenne una forte amicizia. Al di là della vita accademica ordinaria, tra lezioni, occupazioni e Consigli di Facoltà, insieme organizzammo una Conferenza dei Presidi e le lauree honoris causa a Andrea Camilleri, Vincenzo Cerami, i fratelli Taviani, Christine Klapisch-Zuber, inoltre facemmo al Teatro Verdi di Pisa, per l’anniversario di Galilei, L’intervista impossibile con Andrea Camilleri e al Goldoni di Livorno, per l’anniversario dell’Unità d’Italia, l’Intervista impossibile a Bandi, garibaldino fondatore del Telegrafo (oggi Tirreno).
Molto di tutto ciò lo devo a lui e alla sua intelligenza che traspariva soprattutto ogni qual volta c’era da fare qualcosa di nuovo e di diverso. Gli piaceva stare, per così dire, di lato. Non gli interessava stare in primo piano. Era contento quando le cose marciavano nel verso giusto. Si preoccupava soprattutto degli altri. Massimo era sempre rassicurante sul piano organizzativo e su quello economico. L’intero gruppo della Facoltà, anche grazie a lui e alla sua apertura, partecipava alle iniziative. Talvolta per organizzare i Consigli di Facoltà andavamo, io e lui, a Marina di Pisa, al Barrino, per lavorare indisturbati e vicino al mare.
Condividevamo i sogni. Sapevo che per lui erano fondamentali la moglie Liana e la figlia Gianna, a cui va tutto il mio affetto. La sua famiglia veniva prima di ogni cosa. Lo ricordo come buono, generoso, ironico, appassionato. Dopo la pensione, la sua e la mia, abbiamo continuato a sentirci e a vederci. L’amicizia è stata più forte del rapporto di lavoro. Portavo mio figlio Giorgio, ancora piccolo, a vedere le partite a casa sua. Lui veniva spesso alle conferenze che tenevo e talvolta andavamo insieme. Avrei voluto che questa amicizia si prolungasse ancora per un po’, ma il destino ha voluto diversamente. Quello che so e che ho imparato da lui è l’idea che l’altro, gli altri vengono prima di noi stessi e il senso umano della collaborazione e della cooperazione che spesso nel mondo accademico e in questa società dove tende a prevalere arrogantemente l’individualismo, viene dimenticato.
Oggi mi sento e sono molto più solo senza di lui.
Alfonso Maurizio Iacono
Finanziamenti dal PON Ricerca e Innovazione per il sostegno alle famiglie nelle università statali
È stato pubblicato il decreto che approva il finanziamento, nell’ambito del Programma Operativo Nazionale Ricerca e Innovazione 2014-2020, Asse IV “Istruzione e ricerca per il recupero – REACT-EU”, Azione IV.2 “Sostegno alle famiglie per il pagamento delle tasse universitarie” (riduzione o esenzione in base alla fascia di reddito).
L’operazione, gestita dal Ministero dell’Università e della Ricerca, prevede l’esonero totale o parziale dal contributo annuale per gli studenti delle Università Statali situate nelle aree obiettivo del Programma, come previsto dal decreto ministeriale n. 1014 del 3 agosto 2021.
Per sostenere questa misura, le risorse disponibili sono state incrementate di 53.074.998,02 euro, suddivise tra Regioni più sviluppate, meno sviluppate e in transizione.
Con questo nuovo decreto, il finanziamento complessivo dell’Azione IV.2 del PON Ricerca e Innovazione 2014-2020 raggiunge quota 509.633.725,79 euro.
Con il finanziamento ricevuto l’Università di Pisa ha incrementato la no tax area per il Sostegno alle famiglie per il pagamento delle tasse universitarie; di seguito il dettaglio:
Anno accademico 2022-23:
Finanziamento totale: €27.101.488
Quota Università di Pisa: €1.810.957
Studenti e beneficiari: 2333 (esenzione totale), 935 (esenzione parziale)
Anno accademico 2023-24
Finanziamento totale: €25.948.346
Quota Università di Pisa: € 1.609.209,25 Studenti beneficiari: 2272 (esenzione totale), 974 (esenzione parziale)
Un biosensore innovativo per la rilevazione rapida dei virus
Un team di ricerca congiunto, coordinato dall'Istituto nanoscienze del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Nano) e dall’Università di Pisa (Dipartimento di Farmacia), in collaborazione con l’Università di Modena e Reggio Emilia e la Scuola Normale Superiore, ha sviluppato un biosensore di nuova generazione in grado di rilevare con precisione le proteine dei virus, tra cui la proteina Spike di SARS-CoV-2 nei fluidi biologici.
Questo risultato, descritto in un articolo pubblicato sulla rivista Nanoscale, rappresenta un nuovo approccio alla progettazione di biosensori che ricorda il principio dei mattoncini Lego; utilizza una struttura modulare e flessibile, pensata per essere facilmente adattabile a diversi target molecolari.
Il cuore del sensore è una proteina ingegnerizzata che unisce tre funzioni in una sola sequenza. Una parte della proteina rappresenta il bersaglio da riconoscere, ed è stata costruita basandosi su frammenti della proteina Spike; una parte centrale, ispirata al recettore umano ACE2, è progettata per legarsi alla proteina Spike del virus, se presente. La terza parte, contenente la proteina fluorescente verde (GFP), agisce come una "lampadina" e produce un segnale fluorescente quando il virus è presente. Al contatto con la proteina virale, il biosensore emette quindi un segnale fluorescente facilmente rilevabile, consentendo un'identificazione rapida e precisa.
“Il biosensore è stato realizzato applicando sia le metodologie classiche di produzione di proteine ricombinanti, ma anche l’applicazione di tecnologie di nuova concezione, come per esempio la click-chemistry; grazie a queste conoscenze, derivate da ambiti diversi, abbiamo potuto realizzare un biosensore capace di rilevare quantità minime di proteina virale con una sensibilità fino a livelli sub-nanomolari" spiega Eleonora Da Pozzo dell’Università di Pisa.
"Il vero punto di forza di questo prototipo è la modularità", spiega Giorgia Brancolini di Cnr Nano, "grazie all’integrazione tra ricerca sperimentale, modellizzazione molecolare e simulazioni al computer, è stato possibile selezionare con precisione i componenti e progettare un’architettura modulare, flessibile e facilmente adattabile. Cambiando alcune sequenze, lo stesso sensore potrà essere riprogrammato per riconoscere altri virus o molecole di interesse, aprendo la strada a nuovi strumenti diagnostici rapidi, precisi e personalizzabili".
A tutela dell’innovatività e delle potenziali applicazioni di questo strumento, è in corso una Domanda di Brevetto per invenzione industriale Nazionale: Sviluppo di un sensore FRET per la rilevazione del coronavirus (Rif. 102022000025416) Data di presentazione: 13/12/2022
La ricerca è stata finanziata grazie a Spark Global con il progetto Proof-of-Concept SPARK PISA 2020-2022, "Fret sensor for the Assessment of Coronavirus Titre (FACT)" (EDP) e dal progetto PRIN2020 "Early Phase Preclinical Development of PACECOR, a Mutation-Independent Anti-SARS-CoV-2 Therapeutic Strategy" (GB).