RASSEGNA STAMPA
9 OTTOBRE 2001
RASSEGNA STAMPA | 9 OTTOBRE 2001 |
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Hartwell, Nurse e Hunt premiato per i
segreti della riproduzione biologica
Messi a fuoco i meccanismi del ciclo
cellulare che appaiono analoghi in tutte le forme di vita
L'Assemblea del Karolinska
Institutet di Stoccolma ha assegnato ieri il premio Nobel per la medicina.
all'americano Leland Hartwell e agli inglesi Paul Nurse e Timothy Hunt.
I tre sono stati premiati per una serie di ricerche svolte tra gli anni '60 e
gli anni '80 che hanno portato alla scoperta di alcuni tra i «regolatori chiave
del ciclo cellulare».
Si tratta, come si dice in
gergo, di ricerche di base. Quelle che non risolvono certamente problemi
medici, ma che contribuiscono a chiarire i processi biologici
fondamentali. E, infatti, nulla c'è di
più fondamentale in biologia che il «ciclo cellulare»: il processo biblico che
induce lo zigote, la cellula
originaria nata dall'unione dell'uovo e dello spematozoo, a «crescete e a
moltiplicarsi» per formare un organismo.
Il «ciclo cellulare» è di una metodicità irresistibile. Nell'uomo, in appena 50 cicli, trasforma lo
zigote di partenza in un marmocchio frignante dotato di ben centomila miliardi
di cellule. In realtà 50 cicli
cellulari completi producono più di un milione dì miliardi di cellule, ma la
gran parte di queste muoiono per consentire lo sviluppo dell'organismo e la
differenziazione delle sue singole parti.
Ora provate voi a dividere un foglio di carta in due
parti uguali per cinquanta volte e a ottenere la forma che vi ripromettevate. Impossibile. Protratto così
a lungo, ogni processo fisico di divisione ha bisogno di una precisione che la
nostra mano non ha. La cellula non è un foglio di carta bianco, ma una grande e
cieca biblioteca, con un nucleo centrale che contiene il «codice della vita»,
il Dna, con decine di migliaia di geni; e poi ci sono le informazioni contenute
negli Rna, in migliaia di proteine, in milioni di metaboliti. Cosa dunque, consente a questa enorme
biblioteca di dividersi (moltiplicandosi) in un modo così perfetto che dopo 50
cicli non solo ciascuna tra i centomila miliardi di cellule è sostanzialmente
uguale allo zigote di partenza, ma tutte sono così ben distribuite e
sapientemente differenziate da far trovare il piedino, il cuoricino e la
testolina del nostro marmocchio al posto giusto?
La risposta è che il «ciclo
cellulare» è di una precisione irraggiungibile. Esso si compone di due fasi durante le quali in assoluta sinergia
si svolgono milioni di processi: l'interfase e la divisione. L'interfase, a sua volta, è articolata in
tre diversi stadi.
Nel corso del primo stadio
dell'interfase, chiamato G1, la cellula cresce e si ingrossa. Nel corso del secondo stadio, chiamato S, il
Dna si replica e copia interamente se stesso.
Nel corso del terzo stadio, chiamato G2, , la cellula controlla che il
processo di copiatura sia stato eseguito completamente e correttamente. A questo punto finisce l'interfase e inizia
la mitosi, ovvero un processo di divisione M. Da una cellula iniziale, ne
abbiamo due perfettamente uguali.
Ora tutto è pronto perché
ciascuna di queste due cellule si ritrovi nello stadio G1 e inizi un nuovo
«ciclo cellulare». In realtà le cellule
prodotte dalla mitosi non sono obbligate a perpetuare il ciclo, ma possono
essere messe, come dire, in «Stand by», in attesa, nella posizione G0.
Questo schema, dicevamo, ha
un'efficienza straordinaria. Comune a
tutti gi organismi eucarioti, dalle alghe ai mammiferi, e consolidatosi nel
corso di 2 miliardi di anni di lavoro sul campo.
Ma chi e cosa regola il
«ciclo cellulare» e la sincronica
efficienza dei suoi processi? La domanda
è dì interesse accademico, perché riguarda, appunto, i fondamenti della
biologia. Ma non è solo di interesse
accademico, perché sbavature microscopiche nelle reazioni a catena del ciclo
possono provocare effetti macroscopici disastrosi capaci di far ammalare e,
talvolta, uccidere l'intero organismo.
Insomma, non è davvero un caso se i tre nuovi premi Nobel che hanno
fornito ciascuno qualche risposta a questa domanda, siano tutti impegnati in
centri dì ricerca sul cancro.
La conoscenza (molecolare)
della fisiologia è premessa indispensabile per la conoscenza (molecolare)
della patologia. Ma, talvolta, la
conoscenza della patologia può fornirci utili indicazioni alla conoscenza della
fisiologia.
Ed è
l'aver percorso questa strada, la strada dello studio delle mutazioni del
«ciclo cellulare», che accomuna il lavoro dei tre ricercatori premiati.
L'americano Leland Hartwell,
per esempio, studiando tra gli anni '60 e '70 dello scorso secolo la struttura
genetica del lievito dei panettieri, il Saccharymyces cerevisiae, ha individuato centinaia di geni che regolano
il «ciclo cellulare». Geni che da
allora si chiamano geni CDC (cell
division cicle). Tra questi ha individuato il gene, CDC28, che controlla
la «partenza» della fase G1 e, quindi , dell'intero ciclo cellulare.
L'inglese Paul Nurse, studiando
la generica di un altro lievito, lo Schizwsaccharomyces
pombe, ha individuato il gene, cdc2, che controlla il passaggio dallo
stadio G2 allo stadio M di mitosi.
Nurse ha poi dimostrato che questo gene, nelle sue diverse forme
(alleli), è presente in vari organismi, uomo compreso, e controlla molti
passaggi del ciclo cellulare. Ili lavoro di Nurse è importante perché dimostra
che l'evoluzione biologica non ha davvero lavorato molto nel campo fondamentale
del ciclo cellulare e che la gran parte dei meccanismi di regolazione sono
comuni a tutti gli organismi eucarioti e agli animali.
Lo «spirito conservatore» che
la selezione naturale mostra nella affermazione dei meccanismi di controllo
del ciclo cellulare è stato riconfermato dal lavoro del terzo premiato,
l'inglese Tim Hunt. All'inizio degli
anni '80, studiando l'Arbacia, un riccio di mare, Hunt ha scoperto il ruolo che
hanno che hanno le cicline in questa regolazione. Le cicline sono proteine la cui concentrazione nelle cellule
varia in modo appunto ciclico. Esse sono comuni alla gran parte degli organismi
eucarioti e, con l'alternanza di sintesi e degradazione, contribuiscono a
regolare il ciclo cellulare.
Perché, poi, l'evoluzione biologica sia così conservatrice nell'ambito del ciclo cellulare è presto detto. La formazione dì una cellula e lo sviluppo di un organismo sono il prodotto di meccanismi molto complicati, raffinati e precisi. Una piccola alterazione provoca una reazione a catena disastrosa. Risulta così davvero improbabile che una singola mutazione casuale in una componente del processo possa generare un meccanismo di regolazione più efficace. Per questo motivo negli ultimi due miliardi di anni la natura ha potuto creare miliardi di architetture cellulari diverse: alghe e lievito, piante e animali. Ma non ha potuto modificare il meccanismo con cui le cellule crescono e si moltiplicano.