Viaggio fantastico dal Dna alle proteine
Come avvicinare il pubblico alla conoscenza scientifica e rendere accessibili, e persino appassionanti, concetti complessi come i meccanismi alla base della vita? È la domanda da cui sono partiti i ricercatori dell’Istituto di farmacologia traslazionale (Ift) e dell’Istituto di fotonica e nanotecnologie del Cnr, che hanno scelto la via della gamification per raccontare in modo coinvolgente i principi della biologia. Ne abbiamo parlato con Sandra Iurescia, ricercatrice del Cnr-Ift
Giocare per imparare: la gamification e l’apprendimento basato sul gioco sono strumenti sempre più diffusi per rendere la scienza accessibile, coinvolgente e facile da ricordare, soprattutto nelle discipline Stem. Le esperienze interattive trasformano anche i concetti più complessi in occasioni di scoperta, curiosità e divertimento. È da questa idea che sono partiti i ricercatori e le ricercatrici dell’Istituto di farmacologia traslazionale (Ift) e dell’Istituto di fotonica e nanotecnologie (Ifn) del Cnr per ideare laboratori didattici in grado di spiegare i meccanismi della vita, dal Dna alle proteine, attraverso il gioco, trasformando la complessità della biologia in un’esperienza pratica, divertente e accessibile a tutti.
“La progettazione dei nostri laboratori nasce dalla volontà di avvicinare un pubblico giovane a temi scientifici fondamentali rendendoli comprensibili attraverso un approccio pratico e divertente”, spiega Sandra Iurescia, ricercatrice del Cnr-Ift. “Il laboratorio ‘Il linguaggio della vita’, da noi realizzato, è pensato per bambini e ragazzi, ma adatto a tutte le età. Propone un viaggio immaginario nel cuore della cellula, per scoprire come l’informazione genetica contenuta nel Dna venga trascritta in Rna messaggero e poi tradotta in proteine, molecole essenziali per la vita”.
Presentato per la prima volta al Festival della Scienza di Genova nel 2022, dove ha coinvolto oltre 1.500 persone, il laboratorio è stato poi proposto anche al Festival delle Scienze di Roma e al Rome Videogame Lab. È rivolto principalmente a ragazze e ragazzi dagli 8 ai 13 anni, ma accessibile anche al pubblico adulto. Per rendere più comprensibili termini e concetti scientifici alla base del gioco, e per usare un linguaggio più familiare ai ragazzi e alle ragazze, sono stati creati video e infografiche che spiegano cos’è il Dna, dove si trova nella cellula e come funziona il codice genetico, l’alfabeto molecolare di tutti gli organismi viventi.
“Nel laboratorio, i partecipanti devono completare una ‘missione’: aiutare una cellula a produrre una proteina”, racconta la ricercatrice. “Tramite il gioco si apprende che il Dna contiene le istruzioni per costruire le proteine, scritte secondo l’alfabeto molecolare che usa quattro nucleotidi, le lettere del codice genetico. Questo messaggio viene prima copiato in una molecola chiamata Rna messaggero (mRna), poi tradotto grazie a speciali molecole chiamate Rna di trasporto (tRna). I tRna si legano all’mRna e portano con loro gli amminoacidi, i mattoncini con cui vengono costruite le proteine. La sequenza delle lettere nell’mRna, organizzata in triplette, indica l’ordine in cui gli amminoacidi devono essere uniti.”
L’attività ha la durata di circa un’ora. I materiali utilizzati simulano le triplette di Dna, mRna e tRna, con incastri che riproducono le regole dell’accoppiamento tra i nucleotidi. I partecipanti si dividono in due gruppi: il primo esegue la trascrizione, costruendo la sequenza di mRna a partire dal Dna; il secondo effettua la traduzione, accoppiando i tRna corrispondenti e componendo la sequenza di amminoacidi. La sequenza corretta permette di ottenere un codice numerico che apre scatole chiuse da lucchetti a combinazione, contenenti gadget simbolici che premiano il completamento della “missione”.
Una versione semplificata, pensata per la scuola primaria, è stata presentata al Festival delle Scienze di Roma nel 2023. “In questa variante, i partecipanti indossano pettorine plastificate che rappresentano le triplette di Dna, mRna e tRna, e utilizzano mattoncini Lego Duplo per costruire la proteina. Muovendosi nello spazio e impersonando le molecole, i bambini imparano le fasi della sintesi proteica attraverso il corpo e il movimento” aggiunge Iurescia.
Nel 2024, in occasione del Festival della Scienza di Genova, è stata proposta un’evoluzione dell’attività dedicata ai vaccini a mRna, oggi una delle tecnologie più promettenti nelle terapie contro i tumori. “Il laboratorio, intitolato ‘I vaccini: le nuove armi contro i tumori’, è basato su attività interattive pensate per studenti delle scuole medie e superiori ma aperto anche agli adulti. Guida i partecipanti alla scoperta di come i vaccini possano istruire il sistema immunitario a riconoscere le cellule tumorali” prosegue l’esperta. “Il gioco si sviluppa in due fasi. Nella prima, i partecipanti divisi in due squadre di ‘scienziati’ competono per comporre la sequenza della molecola di vaccino a mRna a partire dalla sequenza di Dna mutato appartenente alla cellula tumorale, traducendola poi nella proteina bersaglio, l’antigene tumorale. Il codice numerico ottenuto serve ad aprire una scatola che simboleggia il sistema immunitario, contenente le tessere degli anticorpi. Nella seconda fase, alcuni partecipanti interpretano cellule del corpo umano con antigeni normali o mutati; gli altri, armati di anticorpi, devono riconoscere le cellule tumorali tramite il corretto abbinamento. Le ‘cellule tumorali’ tentano di sfuggire, mimando i meccanismi di evasione dal sistema immunitario”, conclude Iurescia.
In tutte le sue versioni, il laboratorio unisce contenuti scientifici solidi a un approccio ludico coinvolgente, cercando di offrire ai partecipanti un'esperienza di apprendimento immersiva. Trasforma concetti complessi in esperienze concrete, stimola il pensiero critico e il lavoro di squadra, e rende l’apprendimento della scienza un’esperienza attiva e divertente.
Fonte: Sandra Iurescia, Istituto di farmacologia traslazionale, sandra.iurescia@ift.cnr.it