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).
Qualche curiosità sul Nobel per la Chimica
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).
Hertha Ayrton: di Portsmouth (Gran Bretagna), studiò matematica all'Università di Cambridge, ma non le fu permesso di laurearsi in quanto donna (all'epoca l'ateneo rilasciava solo certificati di frequenza, ma non lauree, alle studentesse).
Grande amica di Marie Curie, ed esponente di spicco del movimento delle suffragette, sposò il fisico William Ayrton e lo assistette nei suoi esperimenti sull'elettricità. In particolare si specializzò sugli studi delle lampade ad arco, che furono largamente impiegate nell'illuminazione cittadina e in ambito aeronautico nel corso di entrambe le Guerre Mondiali.
Accusata dalle malelingue di cavalcare i meriti scientifici del marito, smentì i pettegolezzi con i fatti. Fu la prima donna ad entrare nel British Institute of Electrical Engineers e a tenere una conferenza alla Royal Society (ma non fu accettata tra i suoi membri in quanto sposata).
L'unica del quintetto ancora in vita, l'astrofisica britannica Susan Jocelyn Bell è la scopritrice della prima pulsar. Dopo il dottorato all'Università di Cambridge, lavorò insieme all'astronomo inglese Antony Hewish alla costruzione di un radiotelescopio per lo studio dei quasar da poco scoperti. Fu ascoltando il rumore di fondo nelle registrazioni dell'osservatorio che si accorse di un segnale che pulsava regolarmente, una sorgente che sarebbe in seguito stata identificata come stella di neutroni.
Il Nobel per la scoperta andò però, nel 1974, solo ad Hewish («gli studenti non vincono il Premio Nobel» avrebbe commentato con rammarico la scienziata). Qui la vediamo nel 1968 davanti al Mullard Observatory (Cambridge), nell'anno della scoperta.
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Chi riuscì a vincere il Nobel (questa volta, per la Medicina) fu invece la biochimica ceca naturalizzata USA Gerty Cori, per i suoi studi su come il glicogeno, un derivato del glucosio, viene scisso in acido lattico e poi risintetizzato dal corpo e usato come riserva di energia.
Fu la prima donna ad aggiudicarsi il riconoscimento in ambito medico, che le fu dato insieme al marito, Carl Ferdinand Cori, con il quale collaborò per l'intera carriera. A differenza del coniuge, Gerty faticò sempre a trovare posizioni di ricerca, e quelle che ottenne furono spesso caratterizzate da un misero stipendio. Colpita da mielosclerosi, una malattia degenerativa del midollo spinale, lavorò in laboratorio fino all'ultimo. A lei sono intitolati due createri, uno lunare e uno su Venere.
Più amara la vicenda della chimica e fisica britannica Rosalind Franklin, le cui ricerche furono di vitale importanza per la scoperta della struttura a doppia elica del DNA. A lei si deve la messa a punto di una tecnica che utilizzava i raggi X per realizzare fotografie ad altissima definizione delle molecole viventi e non, un metodo che si rivelò di vitale importanza per gli studi sulla struttura dei singoli filamenti genetici.
I dati dei suoi lavori finirono però nelle mani di James Watson e Francis Crick, scienziati di un laboratorio rivale che - sfruttando il lavoro non riconosciuto della donna - si aggiudicarono, insieme a Wilkins, ex collega della Franklin, il Nobel per la Medicina. Era il 1962: quattro anni dopo la morte, per cancro alle ovaie, di Rosalind.
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Oltre che con il sessismo, Lise Meitner, fisica austriaca di origini ebraiche, dovette combattere anche con l'antisemitismo. Conoscente di Albert Einstein e Marie Curie, lavorò per tre anni, non pagata, come assistente del fisico Max Planck e instaurò una collaborazione - che sarebbe durata 30 anni - con il chimico otto Hahn, con cui cominciò una serie di proficui studi in fisica nucleare.
Costretta a trasferirsi in Svezia per le persecuzioni naziste, si mantenne in contatto con Hahn e insieme, nel 1939, scoprirono le basi teoriche della fissione nucleare. Il Nobel per la scoperta venne riconosciuto solo ad Hahn, che la nominò però 9 volte nel suo discorso di ringraziamento. Da convinta pacifista, si rifiutò più volte di prestare le sue conoscienze agli studi per la costruzione della bomba atomica.
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