16 ottobre 2006.

Medicina: la molecola che sa spegnere i geni

I ricercatori americani Andrew Z. Fire e Craig C. Mello sono stati insigniti del prestigioso riconoscimento per le loro scoperte sull'informazione genetica

Un interruttore molecolare capace di spegnere i geni e di regolare così la produzione delle proteine: a nemmeno dieci anni dalla scoperta, questo meccanismo la cui individuazione è stata premiata con il Nobel per la Medicina, ha già lasciato un segno nella storia della biologia e il mondo scientifico è convinto che riservi sorprese importanti in futuro anche nella messa a punto di nuove cure contro malattie virali, come l'epatite C o l'Aids, e alcune forme di tumore.

Il premio è andato agli americani Andrew Fire, 47 anni, dell'università californiana di Stanford, e Craig Mello, 46 anni, della University Massachusetts Medical School, che nel 1998 hanno scoperto che, contrariamente a quanto si credeva fino a quel momento, le molecole di RNA non hanno soltanto il semplice compito di trascrivere l'informazione genetica codificata dal DNA per produrre proteine, ma che alcune di esse sono invece dei veri e propri interruttori capaci di disattivare un gene.

Scoprire la loro esistenza ha rivoluzionato la biologia e contemporaneamente ha aperto la strada a nuovi possibili sviluppi in campo medico legati al ruolo di questa sorta di piccoli registi dell'informazione genetica.

Il meccanismo si chiama interferenza dell'RNA e si basa sull'esistenza di piccole molecole di RNA a doppio filamento capaci di degradare molecole di RNA messaggero portatrici di un codice genetico identico. Quando l'RNA messaggero viene degradato, il gene corrispondente viene silenziato e di conseguenza non viene prodotta nessuna proteina.

Dopo una serie di esperimenti condotti sul verme Caenorhabditis elegans, Fire e Mello hanno pubblicato la loro scoperta il 19 febbraio 1998 su Nature. Ma soltanto i numerosi esperimenti compiuti negli anni successivi hanno permesso di identificare tutte le fasi e i componenti coinvolti nel meccanismo dell'interferenza dell'RNA.

La scoperta di questo meccanismo ha non soltanto rivoluzionato il dogma della biologia che vedeva scorrere il flusso dell'informazione genetica dal DNA all'RNA messaggero alle proteine, ma ha fatto luce sul cosiddetto ''DNA spazzatura", ossia sulla porzione di DNA che non codifica nulla e che è apparentemente inutile, ma che costituisce il 97% dell'informazione genetica.

Una strategia contro i virus: è questa al momento l'ipotesi più accreditata sul ruolo dell'interferenza dell'RNA. Grazie all'esistenza di questo meccanismo, osservano molti studiosi, l'organismo umano (così come quello degli altri viventi) è riuscito a sviluppare strategie di difesa contro i virus.

Nonostante siano trascorsi appena otto anni dalla scoperta, l'interferenza dell'RNA è ormai uno strumento di indagine scientifica indispensabile in ogni laboratorio e, in più, sta aprendo prospettive decisamente interessanti nella futura applicazione in campo terapeutico, ma le conseguenze potrebbero essere importanti anche nella biologia vegetale e per l'agricoltura.

Al momento sono in corso soltanto test su animali, ma sono numerosi i laboratori che nel mondo stanno sperimentando la possibilità di trasformare le piccole sequenze ''registe'' di RNA, chiamate micro-RNA, in farmaci di nuova concezione.

Si stanno studiando, ad esempio, la più comune forma di distrofia tra gli adulti (distrofia miotonica), il ritardo mentale più diffuso nei maschi (la sindrome dell'X fragile), alcune alterazioni dello sviluppo muscolare, forme di tumore (come alcune leucemie e sarcomi), malattie cardiovascolari (come l'ipertrofia miocardica).

Chimica: la copia che racchiude il segreto della vita

Il ricercatore americano Roger Kornberg ha fatto luce su un meccanismo molecolare fondamentale per tutte le forme viventi

Una copia che racchiude il segreto della vita: la descrizione del processo che trasforma l'informazione genetica contenuta nel DNA in istruzioni indispensabili per la costruzione dei mattoni della vita, ha valso il Nobel per la chimica all'americano Roger Korbnerg, dell'università californiana di Stanford. Un figlio d'arte, come lo definiscono molti colleghi.

47 anni fa, infatti, Kornberg, dodicenne, aveva accompagnato a ritirare il Nobel a Stoccolma suo padre, Arthur, premiato per avere scoperto gli enzimi, chiamati DNA polimerasi, coinvolti nella replicazione dell'informazione genetica. Anche sua madre era una scienziata, e la scienza è fondamentale anche nella vita di uno dei suoi due fratelli, esperto di biologia dello sviluppo. L'altro fratello ha preferito l'architettura, ma investe le sue energie nella progettazione di centri di ricerca: sono firmati da lui laboratori di tutto il mondo, da Strasburgo a Stanford. Adesso sta progettando la nuova università giapponese di Okinawa.

Anche le ricerche di Roger Kornberg restano in famiglia, visto che oggi gli è stato assegnato un Nobel per ricerche che rappresentano un coronamento del lavoro fatto dal padre Arthur: se quest'ultimo ha scoperto il modo in cui l'informazione genetica viene trasferita da una molecola di DNA in un'altra molecola di DNA nel processo di replicazione, ossia da una cellula madre alle cellule figlie, Roger ha descritto come l'informazione genetica viene copiata dal DNA nell'RNA messaggero, grazie al quale l'informazione genetica viene portata fuori dal nucleo della cellula in modo da essere utilizzata per costruire le proteine. Utilizzando la tecnica della cristallografia, Kornberg è riuscito ad ottenere la prima fotografia del macchinario necessario alla trascrizione nelle cellule che hanno il nucleo (eucariote).

Vale a dire che è un processo comune a tutti gli organismi viventi con cellule dotate di nucleo, da esseri semplici come il lievito a organismi complessi come i mammiferi, compreso l'uomo. Scoprire come vengono trascritte e rese utilizzabili le informazioni contenute nel codice genetico non è importante soltanto per la biologia molecolare, ma è fondamentale anche per la medicina. Disturbi e alterazioni del meccanismo di trascrizione sono infatti coinvolti in numerose malattie, dai tumori alle malattie cardiovascolari, a diversi tipi di infiammazioni.

Il meccanismo di trascrizione ha un ruolo centrale anche in uno dei settori di frontiera della biologia e della medicina, la ricerca sulle cellule staminali. E' infatti proprio la trascrizione uno dei meccanismi indispensabili perché cellule immature e indifferenziate come le staminali possano svilupparsi e trasformarsi in cellule adulte di tipo diverso e dalla funzione ben definita. Anche in questo caso le ricerche di Kornberg hanno gettato le basi per comprendere meglio il processo di trascrizione: un passo cruciale per riuscire a controllare completamente queste cellule e a trasformarle in strumenti terapeutici.