Statistica in biologia: un’esperienza di alternanza scuola-lavoro

Uno strumento per studiare e capire l’ambiente e gli organismi viventi

Gli alunni della IV A, IV B, e quattro alunni della IV F del Liceo F. Scaduto di Bagheria (PA), accompagnati dal tutor interno prof.ssa Camiolo Domenica e dalla docente universitaria Di Salvo Francesca, raccontano la loro esperienza di Alternanza scuola-lavoro, svoltasi nei mesi di febbraio e marzo 2019, e basata sulle nozioni riguardanti la statistica applicata alla biologia.

La statistica è una raccolta di metodi e strumenti matematici volti ad organizzare una o più serie di dati che descrivono una categoria di fatti. Ogni categoria, dal momento in cui viene esaminata, deve passare attraverso due momenti: quello dell’osservazione e quello della sintesi. Nel primo momento vengono osservate le singole unità che formano il collettivo , mentre nel secondo le osservazioni individuali vengono sintetizzate. Le caratteristiche di una unità statistica prendono il nome di CARATTERI o (VARIABILI). Le possibili manifestazioni di ciascun carattere vengono dette MODALITA’. A loro volta i caratteri si suddividono in: QUALITATIVI, che riguardano il genere di una unità, e QUANTITATIVI, che riguardano il suo valore numerico.

Proprio di questo si è parlato durante la prima lezione tenuta dal docente universitario Francesca Di Salvo. A dimostrazione dell’importanza della statistica in sé nella nostra vita quotidiana, la docente ci ha mostrato le modalità di funzione del sito ISTAT ( Istituto Nazionale di Statistica) . Proprio in questo sito ,infatti, è contenuto lo studio di tanti ricercatori basato sullo stato della nostra società.

Per sviluppare i primi studi riguardanti l’applicazione della statistica alla biologia abbiamo dovuto affrontare un percorso assai complesso, che ha visto alla sua base l’introduzione allo studio della proteomica. Essa è la scienza che consente lo studio approfondito del proteoma, il completo corredo proteico espresso in una cellula o in un tessuto.

PROTEOMA= PROTEINE CODIFICATE NEL GENOMA.

Il Proteoma è l’insieme di tutte le proteine espresse in un organismo nello stesso momento allo stesso tempo. Il Genoma è l’insieme dei geni di un organismo, che non può cambiare. Il proteoma può avere tre caratteristiche principali: complessità, variabilità e dinamicità. Ogni proteoma, infatti, può variare in base all’individuo, in base al tempo ed in base ai fattori ambientali che influiscono su esso stesso. Il nostro fine è stato, pertanto, quello di studiare gli insiemi delle diverse proteine in dei diversi organismi, per poter dimostrare proprio come tale variabilità possa statisticamente influire su questi provocando malattie (quali il diabete ad esempio).

L’obesità è strettamente associata a diverse malattie come il diabete di tipo 2, le malattie cardiovascolari, la steatosi epatica, le malattie delle vie aeree, la neurodegenerazione, le malattie delle vie biliari e alcuni tipi di cancro. È quindi importante valutare il ruolo dell’alimentazione nella prevenzione delle malattie e il suo effetto nel corso di tali patologie. Nel presente studio, abbiamo affrontato l’impatto dell’esposizione a diverse diete obesogeniche nei topi. Per analizzare se l’obesità potrebbe essere in grado di modificare l’espressione del modello proteico dei neuroni del cervello, l’obesità è stata indotta in due diversi gruppi di topi. Un gruppo di topi è stato alimentato con una dieta iperglicemica (G) e l’altro è stato alimentato con una dieta altamente lipidica (L) , entrambi per 12 settimane. Un gruppo di controllo di topi magri è stato alimentato con una dieta standard (CT). I topi sono stati analizzati per trovare eventuali differenze nei loro proteomi. È interessante notare che i cambiamenti erano indipendenti dalle due diete obesogeniche in quanto non sono stati rilevati cambiamenti tra i due gruppi obesi.

L’analisi del proteoma del cervello del topo rivela importanti cambiamenti che indicano una connessione tra obesità indotta dalla dieta e compromissione delle funzioni neuronali.

La nutrizione è un fattore di rischio cruciale nello sviluppo di molti diversi disturbi, specialmente nel diabete, nell’obesità e nei disordini metabolici. Alcuni studiosi hanno dimostrato che l’obesità indotta dalla dieta può dare vita a dei fattori che possono portare alla neurodegenerazione.

Per arrivare a capire tutte le variazioni nel sistema proteico dei tre topi noi alunni abbiamo dovuto imparare a leggere diversi grafici. All’interno di queste competenze rientra l’utilizzo di diversi programmi informatici, quali Excel ed R (open source) . In diverse lezioni, grazie alla guida dei tutor ,siamo riusciti a padroneggiare i dati e i loro grafici (istogramma, griglie, tabelle, ecc).

Il lavoro dei ragazzi ha avuto termine, infine, con un incontro di 4 ore ancora più interattivo e coinvolgente dei precedenti. Ogni alunno, che aveva accuratamente in coppia creato delle slide sugli argomenti trattati, si è cimentato in una propria presentazione. La Docente ha chiarito molti dei nostri dubbi a riguardo, e siamo riusciti finalmente a padroneggiare l’argomento in ogni sua parte.

Durante le ore restanti abbiamo visitato la struttura ospitante, facendoci un po’ un’idea di come funzionino i corsi e le lezioni della facoltà di statistica. La nostra esperienza è terminata poi con una visita alla mostra “Diamo i numeri”, un’interessantissima dimostrazione di come i numeri e le probabilità si trovino effettivamente in molte delle cose che ci stanno attorno. Coinvolgimento, curiosità e ragionamento: queste sono le parole chiave che sintetizzano il nostro intero percorso.

Alunna: Di Carlo Alessandra della V B