Nobel insignito alla scoperta dei meccanismi protettivi dei cromosomi
La sequenza studiata, che ha portato alla scoperta della telomerasi
E’ stata una scoperta nel campo della biologia ad aggiudicarsi il Nobel per la medicina 2009, vinto da tre scienziati che hanno risolto uno dei principali ‘misteri’ di questo settore: come i cromosomi possono essere copiati in modo completo durante la divisione cellulare e come vengono protetti dalla degradazione.
Le molecole di Dna che contengono il nostro patrimonio genetico sono impacchettate nei cromosomi, i telomeri sono i ‘cappucci’ alle loro estremità. Elizabeth Blackburn e Jack Szostak hanno scoperto – si legge nel comunicato dell’assemblea dei Nobel al Karlonska Institutet di Stoccolma – che un’unica sequenza di Dna nei telomeri protegge i cromosomi dalla degradazione. Mentre Carol Greider e ancora Elizabeth Blackburn hanno identificato la telomerasi, l’enzima che ‘costruisce’ i telomeri. Man mano che questi si accorciano, la cellula invecchia.
Al contrario, se l’attività della telomerasi è elevata, i telomeri mantengono la loro lunghezza e la senescenza cellulare viene ritardata. Questo accade nelle cellule tumorali, che possono essere considerate virtualmente immortali. Alcune malattie ereditarie, invece, sono caratterizzate da una scarsa attività dell’enzima, che si traduce in danni cellulari. L’assegnazione del Nobel 2009 ai tre scienziati e al loro lavoro riconosce e premia la scoperta di un meccanismo fondamentale nella cellula. Una scoperta che ha favorito lo sviluppo di nuove strategie terapeutiche, sottolinea l’Accademia.
All’inizio della sua carriera di ricercatrice, Blackburn ha mappato alcune sequenza di Dna: studiando i cromosomi di un organismo unicellulare ciliato, la Tetrahymena, nota una sequenza di Dna (Ccccaa) ripetuta numerose volte alla fine dei cromosomi. La sua funzione non era chiara. In una conferenza nel 1980 Blackburn presenta i risultati dei suoi studi, che catturano l’interesse di Jack Szostak. I due scienziati cominciano a lavorare insieme, in un esperimento che avrebbe superato le distanze fra specie molto diverse.
Dal Dna dell’organismo unicellulare viene isolata dalla ricercatrice la sequenza Ccccaa. Il collega la aggancia ai minicromosomi su cui stava lavorando e le inserisce entrambe nelle cellule di lievito. I risultati, pubblicati nel 1982, sono impressionanti: la sequenza di Dna in questione protegge i minicromosomi che altrimenti si sarebbero degradati una volta introdotti nelle cellule del lievito. Questo processo, in cui il Dna telomerico di un organismo ha protetto i cromosomi di un altro completamente differente, dimostra per la prima volta l’esistenza di un meccanismo fino a quel momento sconosciuto.
Altro passo fondamentale nella lunga strada che ha portato i tre scienziati al Nobel la scoperta della telomerasi. Carol Greider, neolaureata, e il suo supervisiore Blackburn verificano se la formazione dei telomeri sia dovuta a un enzima sconosciuto. E il giorno di Natale del 1984 Greider scopre i segni di attività enzimatica in un estratto cellulare. Le due scienziate battezzano l’enzima telomerasi, lo purificano e mostrano che è costituito da Rna e proteina, ciascuno con la sua precisa funzione nella costruzione dei telomeri. Così, ogni volta che la cellula si duplica la telomerasi sintetizza sempre nuove sequenze telomeriche, evitando che la cellula muoia.
Le scoperte dei tre scienziati, le cui vite e carriere si sono spesso intrecciate in passato, hanno avuto un grosso impatto sulla comunità scientifica. E i telomeri, per la precisione l’accorciamento di queste estremità che proteggono i cromosomi, si sono accreditati come uno dei fattori che determinano l’invecchiamento, non solo di una singola cellula, ma dell’intero organismo.
Le intuizioni alla base del loro lavoro hanno portato a una migliore comprensione dei meccanismi cellulari, ma anche dei processi alla base di alcune malattie. Innanzitutto i tumori: si sa che le cellule cancerose possono dividersi all’infinito senza che i telomeri si accorcino, grazie all’iperattività della telomerasi. Il cancro potrebbe dunque essere trattato, tra l’altro, spegnendo la telomerasi: diversi studi sono in corso, inclusi test clinici su vaccini che hanno come bersaglio le cellule con un’elevata attività della telomerasi. Ma l’enzima ha un ruolo chiave anche in alcune malattie congenite.
