DALLA RICERCA DELL’UNIVERSITA’ DELL’AQUILA NASCE SYNTHONPEDIA, LA WIKIPEDIA DELLA CHIMICA

L’AQUILA – Una Wikipedia della chimica applicata alla retrosintesi, tecnica di progettazione utilizzata per pianificare la sintesi di molecole organiche complesse partendo non dai reagenti disponibili ma dalla molecola finale desiderata che viene scomposta progressivamente in frammenti più semplici fino a raggiungere precursori facilmente reperibili. E’ questo il senso del progetto Synthonpedia (https://synthonpedia.org/), ideato e realizzato da due giovani ricercatori italiani, Alessandro Brusa e Simone Zanella, coordinati e supervisionati dal prof. Armando Carlone, docente di Chimica organica all’Università dell’Aquila, dipartimento di Scienze fisiche e chimiche (DSFC). L’innovativo progetto è illustrato in un articolo scientifico pubblicato da Chemical Communications (ChemComm), la prestigiosa rivista della Royal Society of Chemistry, e consultabile qui.

Ma in cosa consiste l’originalità di Synthonpedia?

Anzitutto nel fatto che non è un software proprietario, come quelli che esistono già sulla retrosintesi, ma una piattaforma open-access, gratuita e collaborativa, dove è la comunità scientifica globale a essere abilitata per inserire e condividere le proprie conoscenze. Inoltre, grazie all’innovativa strategia di disconnessione ideata dai ricercatori, Synthonpedia per funzionare non ha bisogno di supercomputer o di macchine costose e dalle alte prestazioni: basta un normale computer portatile.

Questo secondo aspetto innovativo può essere spiegato facendo un’analogia con gli origami.

Le molecole possono avere strutture più o meno complesse, come gli origami. Questi ultimi prevedono tantissime sequenze di pieghe possibili per assumere la forma desiderata. Alcune sequenze di pieghe sono migliori di altre, perché più brevi e dirette; ma pensare a come arrivarci è difficile. Alcune pieghe possono essere molto difficili da eseguire (la carta si può strappare, la piega viene storta ecc.). I software attualmente esistenti per la retrosintesi vogliono dare informazioni che siano le più affidabili possibili e badano molto al secondo aspetto, finendo per suggerire percorsi sicuramente buoni ma che non hanno ancora la stessa efficacia di quelli proposti dagli umani. Synthonpedia, invece, trascura volontariamente il secondo aspetto, lasciando la valutazione sulla fattibilità ai chimici esperti e fornendo tutte le soluzioni possibili di pieghe che conosce, concentrandosi quindi sulla connettività stessa. L’approccio, in sintesi, è un generatore di idee che “vede tutte le pieghe possibili”.

«Synthonpedia -afferma il prof. Armano Carlone – è il frutto straordinario dell’estro e della creatività di Alessandro Brusa e delle capacità di sviluppo di Simone Zanella, coinquilino di Alessandro durante un suo soggiorno di sei mesi negli USA durante il dottorato. Quando ci si trova di fronte a giovani di questo talento, il compito fondamentale di noi supervisor è dare loro spazio, fiducia e piena libertà di ricerca. Come Università dell’Aquila, siamo orgogliosi di essere riusciti a intercettare e destinare fondi per permettere ai ragazzi di sviluppare le proprie idee in autonomia: vederli crescere e raggiungere traguardi di questo livello è la soddisfazione più grande del nostro lavoro. Dal punto di vista concettuale, Synthonpedia rappresenta un progetto di immenso valore per l’intera comunità scientifica globale. Ora, però, la sfida si sposta sul futuro: dobbiamo strutturare un modello di sostenibilità a lungo termine affinché questa risorsa possa continuare a crescere e camminare sulle proprie gambe in modo autonomo, magari attingendo a formule di supporto diffuso e donazioni, sulla falsa riga di quanto fatto da realtà straordinarie come Wikipedia.»

Lo sviluppo di Synthonpedia è stato possibile sia grazie a Vitality, l’ecosistema di innovazione nazionale finanziato con fondi PNRR coordinato dall’Università dell’Aquila, che al PRIN (Progetti di rilevante interesse nazionale) SON.

Alessandro Brusa è nato nel 1998 a Carpi, in provincia di Modena. Dopo la laurea triennale in chimica industriale e quella specialistica in chimica organica conseguite all’Università di Bologna, ha ottenuto un dottorato di ricerca all’Università dell’Aquila sotto la guida del prof. Carlone.

Simone Zanella è un software engineer e ricercatore italiano con un percorso accademico internazionale che lo ha portato a conseguire una doppia laurea a Chicago e a specializzarsi nell’intersezione tra informatica, sistemi software e ricerca scientifica. Dopo anni dedicati allo studio e alla progettazione di sistemi complessi, ha scelto di mettere le proprie competenze anche al servizio della ricerca nel campo della chimica computazionale.

Armando Carlone si è laureato in chimica industriale all’Università di Bologna, ateneo nel quale ha conseguito anche un dottorato di ricerca. Dopo un lungo periodo di specializzazione e lavoro vissuto nel Regno Unito, è rientrato in Italia nel 2017. Da allora è professore associato di Chimica organica all’Università degli Studi dell’Aquila.