Il Nobel per la Chimica 2017 è stato assegnato a Jacques Dubochet, Joachim Frank e Richard Henderson per la tecnica che negli ultimi anni sta portandoo una vera e propria rivoluzione nella biochimica e nella biologia, permettendo di esplorare la struttura tridimensionale delle molecole biologiche.
La tecnica messa a punto dai tre Nobel si chiama criomicroscopia elettronica, è stata messa a punto progressivamente negli ultimi 20 anni e subito è stato chiaro che aveva portato la biochimica in una nuova era. Messa a punto da Henderson, Frank e Dubochet a partire dagli anni '90, la tecnica è stata progressivamente perfezionata e oggi questa microscopia 'del freddo' è applicata in moltissimi campi.
Permette infatti di esplorare la struttura tridimensionale di proteine molto importanti, come quelle che rendono i batteri resistenti agli antibiotici e quelle che si trovano sulla superficie del virus Zika. E' diventato infatti possibile avere una sorta di 'fermo immagine' della vita nel quale le strutture complesse delle molecole biologiche possono essere osservate e studiate con una precisione senza precedenti.
CHI SONO I VINCITORI
Dubochet, Frank e Henderson sono stati premiati congiuntamente.
Jacques Dubochet (74 anni) è di nazionalità svizzera ed è nato nel 1942 ad Aigle. Ha studiato nell'università di Ginevra e poi in quella di Basilea e attualmente è professore onorario di Biofisica nell'università di Losanna.
Joachim Frank (77 anni) di nazionalità tedesca, è nato nel 1940 a Siegen, Germany e nel 1970 si è laureato nel Politecnico di Monaco. In seguito si è trasferito negli Stati Uniit, dove ha insegnato Biochimica e Biofisica molecolare nella Columbia University di New York.
Richard Henderson (72 anni) è di nazionalità britannica. Nato nel 1945 a Edimburgo, si è laureato nel 1969 nell'università di Cambridge University e ha continuato a lavorare a Cambridge nel Laboratorio di Biologia molecolare del Medical Research Council (Mrc).
In Italia uno dei super-microscopi per vedere le molecole della vita in 3D
E' attivo in Italia uno dei super-microscopi capaci di vedere le molecole della vita in 3D con una risoluzione mai raggiunta. Si trova nell'università di Milano ed è fra i pochi, circa una decina, in funzione in Europa. Il microscopio da Nobel si trova nel Laboratorio di Crio-Microscopia elettronica (Cryo EM Lab) del del Centro di ricerca Pediatrica 'Romeo ed Enrica Invernizzi'. Pesante tre tonnellate e alto quasi tre metri, è costato più di 3 milioni di euro.
"Al momento è l'unico in Italia, è stato installato prima dell'estate e ora è in fase di rodaggio", ha detto Mario Milani, dell'Istituto di Biofisica del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Cnr) a Milano. "Microscopi simili - ha aggiunto - sono ancora molto costosi e i modelli più potenti possano arrivare a circa 7 milioni". Negli ultimi anni, ha osservato il ricercatore, "abbiamo assistito a un grandissimo sviluppo e sono sempre di più i laboratori che stanno acquistando questi microscopi, tanto che negli ultimi 3-4 anni si registra una crescita esponenziale delle vendite".
Nuove immagini della vita, dalla fotosintesi a Zika
Vedere come funzionano le molecole che controllano la fotosintesi, scoprire il segreto che rende le cellule tumorali resistenti alla chemioterapia e che aiuta i batteri a sfuggire agli antibiotici, o ancora conoscere l'arma che la Salmonella usa per attaccarsi alle cellule: tutto questo è diventato possibile grazie alla tecnica che ha valso il Nobel a Jacques Dubochet, Joachim Frank e Richard Henderson."E' un Nobel che fa piacere perché la tecnica premiata è davvero molto importante", ha osservato Daniela Corda, dell'Istituto di Biochimica delle Proteine del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Ibp-Cnr). "A breve distanza sono stati premiati con il Nobel due avanzamenti nel campo della microscopia", ha aggiunto riferendosi al premio assegnato nel 2014 al perfezionamento della microscopia ottica. "E' una notizia molto bella per tutti i biologi".
La tecnica della criomicroscopia elettronica è una particolare applicazione della microscopia 'aiutata dal freddo' messa a punto tra la fine degli anni '80 e i primi anni '90 ed è importante perché permette di congelare i campioni biologici preservandone la struttura. "Il merito dei tre biochimici premiati con il Nobel 2017 è avere applicato questa tecnica alle molecole, arrivando a una risoluzione atomica, che permette di conoscere la struttura delle molecole".
Le principali applicazioni della criomicroscopia elettronica al momento riguardano la biologia, ha osservato Mario Milani, dell'Istituto di Biofisica del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Cnr) a Milano. "Negli ultimi due anni - ha aggiunto - si sono ottenuti risultati notevolissimi", raggiungendo un dettaglio mai raggiunto: un progresso molto importante rispetto alla tecnica fino allora disponibile, quella della cristallografia a raggi X.
"E' stato un vero salto di qualità perché la tecnica della criomicroscopia elettronica non richiede di cristallizzare il campione biologico ma di congelarlo istantaneamente, al punto che l'acqua non assume la struttura cristallina ma uno strato vetroso. In questo modo è possibile vedere la struttura delle molecole quando agiscono allo stato naturale". Questa sorta di 'fermo immagine' della vita permette di osservare, tutte insieme, centinaia di migliaia di molecole vetrificate in stati di movimento differenti. Ognuna di queste singole immagine fornisce gli elementi per ottenere una visione d'insieme, come in un film.
Questo permette, ad esempio, di mettere a punto nuovi farmaci capaci di bloccare proteine pericolose come quelle che i virus usano per invadere le cellule. "Sono strumenti nuovi, messi a punto negli ultimi due o tre anni, con una valanga di pubblicazioni scientifiche". Secondo Milani, siamo all'inizio di "una rivoluzione che nei prossimi decenni promette di portare a sviluppi molto importanti sia nella biologia di base sia nelle applicazioni".
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