Traduzione di Davide del Campo

DNA Laboratorio

Avreste mai pensato di prendere in prestito una macchina per la PCR per le vostre lezioni? Magari anche un esperto che spieghi ai vostri studenti come usarla? Marc van Mil ci spiega come i laboratori per il DNA portino la genomica direttamente nelle classi.

Gerrianne e Marianne, studentesse di biomedicina all’Università di Utrech, nei Paesi Bassi, si preparano a partire per Amsterdam. Hanno appena equipaggiato la loro vettura con un macchina per la PCR, un’attrezzatura per l’elettroforesi e tutti i materiali necessari per trasformare l’aula scolastica in un vero laboratorio per il DNA. I ragazzi del liceo S. Nicolaas di Amsterdam sono eccitati. Pochi giorni prima hanno iniziato lo studio del modulo “Leggere il linguaggio dei tumori” con un ‘introduzione sul Dna e sul cancro. Oggi, per la parte pratica del modulo, saranno dei veri ricercatori che confronteranno il DNA di cellule cancerose di (finti) pazienti con il DNA di cellule sane. Sulla base dei loro risultati, dovranno consigliare un medico sul trattamento più opportuno per quel particolare paziente. Tutto ciò potrebbe sembrare fantascienza ma è piuttosto usuale  nei Paesi Bassi. Ogni giorno, studenti universitari viaggiano nei loro furgoni adibiti a laboratori verso le scuole secondarie di tutto il paese per illustrare o più recenti risultati della ricerca sui geni.

Laboratori mobili per il DNA

Il laboratorio mobile “Leggere il linguaggio dei tumori” è uno dei cinque laboratori mobili che viaggiano attraverso i Paesi Bassi. I cinque centri di Genomica di Eccellenza del Netherlands Genomic Iniziativew1 attrezzati come laboratori mobili sul DNA sono stati offerti gratuitamente a tutte le scuole olandesi fin dal gennaio 2006. I moduli di insegnamento di quattro ore per allievi della scuola secondaria (di 16-18 anni) includono due ore di pratica di laboratorio insegnata nella scuola da studenti universitari con le tecnologie e le attrezzature più aggiornate. I manuali per studenti e docenti sono prodotti espressamente per ogni laboratorio e forniti in anticipo in modo di far rendere al massimo l’esperienza di apprendimento. Gli insegnanti possono avere ulteriori informazioni e prenotarsi per i laboratori registrandosi sul sito.w2 Gli studenti universitari portano tutto il materiale, dalle pipette alle macchine per la PCR e perfino un microscopio fluorescente. Così trasformano l’aula scolastica in un vero laboratorio di genetica.

L’elettroforesi su gel é usata per confrontare i geni di cellule sane con quelli di cellule tumorali Immagine cortesemente messa a disposizione dall Marc van Mil

Gli esperimenti nei cinque laboratori mobili sono diversi, ma in ogni caso gli studenti partecipano attivamente alle attività di laboratorio nelle proprie classi. Estraggono il DNA ed usano la tecnica della PCR per analizzarlo, coltivano lieviti in diverse condizioni per misurare la produzione di etanolo, cristallizzano proteine e usano gli strumenti della bioinformatica per studiarne le strutture.

Gli ambiti della ricerca sul DNA

I cinque laboratori sul DNA affrontano diversi argomenti delle scienze della vita: dalla produzione di biocombustibili alla coltivazione di piante, dall’uso della bioinformatica nelle indagini sulla scena del crimine allo sviluppo di trattamenti per malattie come il morbo di Alzheimer o il cancro. Sebbene questi argomenti possano sembrare molto diversi tra loro tutti contano sullo sviluppo della ricerca genomica. Cosa ancora più importante, il laboratorio del DNA fornisce un contesto nel quale le nuove conoscenze della genomica sono utilizzate per risolvere problemi di tutti i giorni. Per esempio per incrementare il numero di persone che sopravvivono al cancro, abbiamo bisogno di conoscere le specifiche mutazioni nel DNA che trasformano cellule sane in cellule tumorali.

Sviluppo del progetto del Laboratorio di DNA

La realizzazione del laboratorio del DNA è stata una iniziativa dei centri di ricerca genomica nei Paesi Bassi. All’interno di questi centri anche le più avanzate conoscenze sulla ricerca genomica sono facilmente accessibili. In ogni modo un buon modulo per gli allievi della scuola superiore richiede qualcosa in più che le ultime conoscenze sulla ricerca. Il successo del laboratorio del DNA è dipeso dalla stretta collaborazione tra gli insegnanti della scuola superiore e i formatori professionisti durante le fasi di progettazione e di sperimentazione.

Nella moderna scienza dell’educazione c’è la convinzione che i concetti scientifici insegnati in contesti pratici diventano più significativi, p.e. partendo dalle applicazioni scientifiche e dalle implicazioni nei diversi ambiti, che a loro volta possono coinvolgere consumatori, pazienti e cittadini di una società democratica. Il laboratorio del DNA è stato sviluppato in linea con le raccomandazioni del Comitato per l’Innovazione nell’Insegnamento della Biologia sulla base dell’approccio al contesto-concetto. Nel curriculum della scuola superiore olandese, il DNA è un argomento importante ma piuttosto isolato che gli allievi spesso percepiscono come complesso e profondamente astratto. Iniziando lo studio del DNA attraverso un contesto significativo, diventa chiarissimo perché lo studio di quest’argomento è cosi importante.

Studenti universitari

Gli studenti universitari hanno un ruolo essenziale nel progetto. Sono loro che vanno nelle scuole ad insegnare la parte pratica del modulo. Sono gli “ambasciatori” della scienza, e stimolano ogni sorta di domanda da parte degli allievi sulle applicazioni della scienza e sullo studio nelle facoltà scientifiche . Quindi servono come un modello giovanile e stimolante di un ruolo. Per gli universitari, questo è un attività impegnativa poiché è spesso la prima volta che essi sono coinvolti attivamente nell’insegnamento e nella comunicazione scientifica. Quest’esperienza fornisce loro le competenze di base per la comunicazione, essenziali per tutti gli scienziati e dà loro gli strumenti per informare il pubblico generico del loro lavoro in una maniera significativa. Insegnando al laboratorio del DNA, gli studenti percepiscono che l’insegnamento non è facile, ma è un compito veramente stimolante.

Solo una piccola quantità è necessaria per le analisi del DNA Immagine cortesemente messa a disposizione dall Marc van Mil

Prima di visitare la prima scuola gli studenti sono sottoposti a tre giorni di formazione intensiva. Essi sono, non solo istruiti sulle competenze didattiche e sul comportamento da tenere di fronte a una classe di allievi, ma anche stimolati a pensare a come considerare il ruolo dello scienziato nell’insegnamento e nella comunicazione della genomica.

La valutazione dei laboratori sul DNA

L’obiettivo dei laboratori del DNA è quello di offrire rilevanti ed aggiornati argomenti di insegnamento nei Paesi Bassi, basati sulle nuove conoscenze didattiche. Dopo più di un anno di vita dei laboratori mobili del DNA, possiamo concludere che essi hanno rappresentato un grande successo. Allievi, professori ed universitari sono tutti entusiasti. Dal luglio 2007, sulla base delle numerose prenotazioni i laboratori avranno raggiunto 25 000 allievi in 275 differenti scuole dei Paesi Bassi. Inoltre, una valutazione indipendente ha mostrato che i laboratori del DNA promuovono la comprensione delle possibilità che la ricerca genomica offre alla società ed essi favoriscono un atteggiamento positivo nei confronti della genomica.

Per gli studenti dei centri di ricerca genomica, i laboratori del DNA sono la più gradita attività esterna a vasto raggio. Per i professori i laboratori del DNA offrono un’ opportunità unica per portare attrezzature moderne e le più aggiornate conoscenze scientifiche nelle loro scuole. Per gli allievi è una modalità motivante e divertente per apprendere. Dei comitati di revisori internazionali dei centri genomici hanno giudicato molto positivamente l’iniziativa dei laboratori del DNA e ne hanno raccomandato l’estensione ad altre nazioni europee.

Gli organizzatori dei laboratori del DNA sperano di poter lavorare con altri centri di ricerca in Europa al fine di sviluppare una piattaforma internazionale per condividere esperienze e favorire lo sviluppo di progetti educativi. L’obiettivo finale è quello di inserire le nuove conoscenze sulla ricerca sul DNA nei curriculum regolari della scuola superiore. Le scuole non dovrebbero dipendere da progetti simili per guadagnarsi l’accesso agli ultimi aggiornamenti nello sviluppo della scienza; questi dovrebbero essere parte del curriculum.
I centri di ricerca potrebbero aiutare ad usare le ultime conoscenze acquisite per aggiornare i curricula ed avere un ruolo importante aprendo le loro porte alle scuole condividendo le loro scoperte e i nuovi sviluppi nelle scienze. I laboratori mobili del DNA sono un buon esempio di come questo obiettivo può essere raggiunto grazie alla collaborazione tra tutte le parti coinvolte. Nei centri di ricerca, gli scienziati hanno le conoscenze, mentre i docenti della scuola superiore e i formatori professionisti hanno l’esperienza per sviluppare significativi progetti educativi ed insegnare nel modo più adatto ai loro allievi. I laboratori del DNA hanno evidenziato che se queste figure professionali lavorano insieme, l’insegnamento delle scienza può essere innovativo, stimolante ed emozionante.

Attuabilità

Allestire i laboratori mobili costa molto denaro. La forza del progetto risiede nel fatto che le attrezzature che gli universitari portano nella scuola non è normalmente disponibile in una scuola secondaria. L’attrezzatura per un laboratorio mobile costa diverse migliaia di euro, ma viene usata in più di 100 scuole all’anno. Se si volesse mettere in piedi un progetto simile ad un costo minore, si potrebbe usare forse vecchi materiali non più utilizzati.

Il portare le attrezzature a scuola non solo richiede un furgone, ma prevede che siano stabiliti contatti con la scuola e che ci sia una buona logistica. Tuttavia l’alternativa di invitare gli allievi al centro di ricerca è meno efficace. Andando nelle scuole, i laboratori del DNA possono raggiungere gli allievi in tutti i Paesi Bassi (in verità un paese piuttosto piccolo) e gli insegnanti non devono organizzare trasporti e prevedere un giorno intero di sospensione delle lezioni per i loro allievi. Questo rende i laboratori del DNA un’ attività molto accessibile.

Al lavoro: questo bulbo viscido é DNA Immagine cortesemente messa a disposizione dall Marc van Mil

Un costo ulteriore è il compenso pagato agli universitari coinvolti. Un’alternativa potrebbe essere di inserire le attività dei laboratori del DNA nei curricula universitari, come parte di un corso di comunicazione delle scienze.

Dopo un’ora e mezza di duro lavoro, gli allievi ad Amsterdam esaminano il risultato della loro analisi del DNA. Nella lezione successiva rifletteranno sui loro risultati e scriveranno al medico i consigli che riguardano la migliore cura per il paziente. Dopo aver imballato il laboratorio, Marianne e Gerianne danno un ‘occhiata agli appunti degli allievi alle loro spalle. Una vasta gamma di commenti da “Interessante” a “Molto divertente” e “Affascinante”. Soddisfatte riportano il loro furgone ad Utrecht per prepararsi ad un altro giorno di laboratori del DNA “ on the road”.

Riferimenti sul web

w1 – The website of the Netherlands Genomics Initiative.

w2 – English version of the DNA labs website.

w3 – The website of the Cancer Genomics Centre.

Risorse

Per altre informazioni sulla genomica per studenti della scuola superiore (in olandese) si veda: www.watisgenomics.nl

Marc van Mil è Education Officer at the Cancer Genomics Centre^w3, presso the University Medical Centre Utrecht, the Netherlands. Dopo la laurea in biotecnologie (con specializzazione in didattica), ha progettato e sperimentato i laboratori del DNA ; poi ha coinvolto gli studenti universitari per allestire i laboratori mobili.

Marc ama chiaramente il suo lavoro: “Posso mettere insieme le mie conoscenze sul cancro e la genomica con la mia passione per l’insegnamento. Mi piace veramente formare gli universitari. Prima allestivo personalmenteil laboratorio. L’ho fatto più di trenta volte in diverse scuole e in corsi di aggiornamenti di insegnanti e per un pubblico generico. Spero che il nostro entusiasmo per i laboratori del DNA ispiri gli studenti e faccia la differenza in una aula scolastica”.