La chimica premia l’editing del Dna

La tripletta di premi Nobel scientifici di quest’anno così fuori dal comune si chiude con un riconoscimento alla chimica altrettanto straordinario, e per più di una ragione.

LO HANNO OTTENUTO per la prima volta nella storia di tutti i Nobel esclusivamente due donne, la francese Emmanuelle Chapentier e la statunitense Jennifer Doudna, le madrine del metodo di editing genetico noto come Crispr-Cas9. Un metodo che come pochi ha cambiato la ricerca scientifica dell’ultimo decennio. E un riconoscimento che arriva a meno di dieci anni dalla pubblicazione dei due articoli più importanti di queste due brillanti e giovani ricercatrici (Charpentier, che oggi guida un istituto del Max Planck tedesco a Berlino, come un altro dei vincitori del Nobel di fisica, ha 52 anni e Doudna, a Berkeley, 56).

Erano almeno cinque anni che si mormorava che la loro scoperta meritasse il Nobel, e mentre le due scienziate raccoglievano premi in tutti gli angoli della terra, il prestigioso sigillo da Stoccolma tardava ad arrivare.

La Reale Accademia delle Scienze svedese ieri ha preso una posizione, anche politica, molto chiara: non solo premia un tema molto mediatico (come i buchi neri della fisica e l’epatite virale della medicina), ma sceglie di farlo premiando appositamente due donne, e solo loro, e per di più giovani e molto conosciute da chi si occupa di ricerca scientifica, e infine lo fa lasciando fuori altre persone, per una volta uomini. La prima assenza è quella dello spagnolo Francisco Mojica, cosa che ha creato un piccolo dramma nel paese dei nostri vicini iberici. Mojica è stato lo scienziato che per primo alla fine degli anni 80 e inizio degli anni 90 ha scoperto e battezzato le Crispr – cioè «brevi ripetizioni palindrome raggruppate e separate a intervalli regolari» – e ne ha identificato la funzione.

SI TRATTA DI SEGMENTI di Dna che contengono brevi sequenze ripetute – come una stessa parola ripetuta molte volte nella pagina di un libro – che lui trovò in alcuni batteri che vivevano in ambienti con altissima salinità. Una caratteristica genetica molto bizzarra per la quale molti anni dopo venne trovata la spiegazione: un meccanismo di difesa dei batteri che, quando incontrano dei virus che li attaccano, sono in grado di incorporare nel proprio genoma frammenti del genoma virale. La particolarità è che si trattava di un sistema di immunità con memoria, capace di ricordare e mantenere una sorta di registro delle infezioni subite dal batterio. Pura ricerca di base, questa, biologicamente rilevante, ma che ancora per anni rimase sepolta in qualche articolo scientifico di nicchia, che lo stesso Mojica fece fatica a pubblicare.

Tutto però iniziò a cambiare intorno al 2007, quando progressivamente divenne chiaro il funzionamento dei Crispr-Cas (cioè dei geni presenti negli organismi che contenevano queste ripetizioni e in posizioni adiacenti alle Crispr) diffusi in tutti i batteri. Nel 2011 Charpentier con i suoi collaboratori fu in grado di determinare che la proteina Cas9 era in grado di funzionare come ancora per un punto specifico del Dna. Grazie a una collaborazione con Doudna, le due ricercatrici furono in grado di perfezionare il meccanismo, in maniera tale da creare un sistema di «forbici genetiche» in grado di tagliare il Dna in un punto predeterminato e inserire un nuovo frammento.

IL SISTEMA, scrissero lungimiranti le due Nobel nel 2012, ha «il potenziale» di essere utilizzato «per l’editing genetico». E qui arriviamo alle altre assenze rumorose di questo Nobel, soprattutto George Chuch e il suo ex postdoc Feng Zhang, che sempre nel 2012 pubblicarono un articolo su come il sistema Crispr-Cas9 può far guidare un enzima batterico, Cas9, verso una zona precisa del Dna umano per tagliarlo.

Da allora, l’uso di questo strumento nei laboratori di tutto il mondo è esploso, soppiantando rapidamente gli altri meccanismi di editing genetico utilizzati fino a quel momento, assai meno precisi e molto più cari. Grazie a Crispr, i ricercatori possono accendere e spegnere i geni, con tutti gli addentellati del caso, come la possibilità di curare di malattie genetiche o di sperimentare gli effetti della correzione di sequenze genetiche negli organismi.

Doudna in questi mesi pandemici sta anche studiando come applicare la tecnica allo sviluppo di test meno lenti dei tamponi utilizzati finora, che usano la tecnica Pcr (rivoluzionaria per moltiplicare il materiale genetico, ora standard in qualsiasi laboratorio, che ottenne il Nobel nel 1993 e ispirò il Jurassic Park di Spielberg quello stesso anno). Su Doudna è già pronto un libro, e dopo forse anche per lei un film epico: The Code Breaker, di Walter Isaacson uscirà in primavera.