Forbici molecolari da Nobel (per la Chimica)

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La biochimica statunitense Jennifer Doudna, dell’Università della California di Berkeley, e la microbiologa francese Emmanuelle Charpentier, oggi al Max Planck Institute di Berlino, si aggiudicano il Premio Nobel per la Chimica 2020, per aver scoperto e sviluppato il metodo di editing del genoma denominato Crispr/Cas9. Un metodo che l’Accademia di Stoccolma riconosce come rivoluzionario, perché modificando con estrema precisione il Dna di piante, animali e microrganismi, «ha avuto un impatto rilevantissimo sulle scienze della vita, sta contribuendo a nuove terapie contro il cancro e può realizzare il sogno di curare le malattie ereditarie».
Dai batteri dello yogurt. Le scoperte appena premiate risalgono all’inizio di questa decade quando, studiando i meccanismi di difesa dai virus di due batteri streptococchi (il thermophilus, presente nello yogurt, e lo Streptococcus pyogenes), Emmanuelle Charpentier si imbatte in un nuovo tipo di molecole chiamate tracrRNA. Queste molecole fanno parte di un complesso di dimensioni maggiori, il Crispr/Cas, e gli consentono di riconoscere particolari sequenze presenti nel Dna di un virus, e di modificarlo, inattivando l’agente infettivo.
Assieme a Jennifer Doudna, Charpentier inizia a esplorare le potenzialità di quel sistema, che potrebbe essere utilizzato anche per modificare altri Dna: quelli delle piante, degli animali, e anche quelli umani. Le due scienziate chiariscono i dettagli del funzionamento di Crispr/Cas e riescono infine a riprodurlo in vitro.
Dalla medicina all’agricoltura. Di lì alle applicazioni il passo è breve: Crispr/Cas, infatti, può essere equipaggiato con segmenti di Rna che gli consentono di riconoscere e di modificare specifici tratti di Dna. Potrebbe quindi essere usato in medicina tutte le volte che una malattia è legata a mutazioni genetiche (in passato su Focus si parlò di alcuni studi riguardanti le applicazioni con malattie del cuore, con il morbo Alzheimer, e più di recente di una possibile applicazione anche in un test per la Covid), oltre che in agricoltura, per modificare a nostro vantaggio le caratteristiche delle piante, o a scopo di ricerca. E anche se non ci sono ancora applicazioni pratiche alla medicina, sono ormai in partenza (o sono iniziate da poco) sperimentazioni sulla beta talassemia, su certi tumori e su malattie genetiche.
Oltre a riconoscere l’importanza scientifica e le potenzialità della scoperta, la decisione dell’Accademia di Stoccolma mette anche fine a un’accesa controversia sulla sua paternità. Il Nobel lascia infatti fuori Feng Zhang, biochimico del Broad Institute del MIT, i cui studi sono comunque stati fondamentali per applicare la tecnica alle cellule di mammiferi (Margherita Fronte).
. Un po’ di storia. Dal 1901 al 2019 il Nobel per la Chimica è stato conferito a 183 persone, ma sono state consegnate 184 medaglie: il chimico britannico Frederick Sanger (1918-2013) l’ha infatti ricevuto due volte, nel 1958 “per il suo lavoro sulla struttura delle proteine, in particolare su quella dell’insulina”, e nel 1980 insieme a Paul Berg e Walter Gilbert “per il contributo alla determinazione della sequenza base negli acidi nucleici”.
Il più giovane vincitore del Nobel per la Chimica è Frédéric Joliot, che aveva 35 anni quando nel 1935 fu premiato “in riconoscimento della sintesi di nuovi elementi radioattivi” insieme alla moglie Irène Joliot-Curie, primogenita di Pierre e Marie Curie. Il più anziano è John B. Goodenough, vincitore del Nobel nel 2019 “per lo sviluppo di batterie agli ioni di litio”. Aveva 97 anni al momento dell’annuncio.
. Poche scienziate. Solo cinque donne finora hanno ricevuto il Nobel in questa disciplina e soltanto due, tra queste – Marie Curie e Dorothy Crowfoot Hodgkin – lo hanno vinto da sole, senza dividerlo con altri colleghi. Marie Curie, premiata nel 1911 per la scoperta di radio e polonio, fu la prima: nel 1903 aveva già conquistato il Nobel per la Fisica per le sue ricerche sui fenomeni radioattivi (qui la sua storia). L’ultima in ordine di tempo è stata Frances H. Arnold (nel 2018), madre del metodo dell’evoluzione diretta, che permette di ottenere in laboratorio proteine perfette per il compito richiesto (di Elisabetta Intini).
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