Il segreto del successo

Dunque il Nobel per la Medicina 2019 ha premiato William G. Kaelin Jr., Peter J. Ratcliffe e Gregg L. Semenza che, una ventina di anni fa, hanno scoperto come noi e le nostre cellule ci adattiamo ai cambiamenti della concentrazione di ossigeno nell’aria. Un esempio di una miriade di adattamenti che sono il segreto del successo della vita sulla terra.
Thomas Vaccari, 15 Ottobre 2019
Micron
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Università degli Studi di Milano Statale

 

La cima del Cervino, un bosco di mezza collina, l’intestino di Greta Thunberg. Cosa avranno mai in comune? Facile: tutti pullulano di vita abituata alle condizioni ambientali più estreme. Gli organismi, e le cellule di cui sono composti, sono macchine plasmate dall’evoluzione, grazie a miliardi di anni di prove ed errori. Il Nobel per la Medicina 2019 premia William G. Kaelin Jr., Peter J. Ratcliffe e Gregg L. Semenza che, una ventina di anni fa, hanno scoperto come noi e le nostre cellule ci adattiamo ai cambiamenti della concentrazione di ossigeno nell’aria. Un esempio di una miriade di adattamenti che sono il segreto del successo della vita sulla terra.

Chi fa allenamento per sport di resistenza sa che correre l’altura porta alla produzione di più globuli rossi che in pianura. Ma, forse, non sa che si deve ai premiati di quest’anno la comprensione del meccanismo che risponde alla scarsità di ossigeno tipica dell’aria di alta montagna. I ricercatori sono arrivati capire che, a difesa dai cambiamenti nella concentrazione di ossigeno nell’aria, vengono l’ormone eritropoietina e HIF, il suo partner all’interno delle cellule per vie traverse. Quali? Per esempio, seguendo le vie di fuga delle cellule tumorali che lasciano la massa tumorale e migrano verso altre parti dell’organismo. Gregg Semenza ha scoperto che le cellule all’interno del tumore vanno in cerca proprio dell’ossigeno che scarseggia nelle profondità della massa tumorale. Anche loro cercano di adattarsi a condizioni di vita mutevoli. Un altro pezzetto del puzzle di come le cellule regolano la concentrazione dell’ossigeno viene dallo studio di un altro tumore, in questo caso uno raro, la malattia di von Hippel-Lindau, che porta alla produzione di molti più globuli rossi del necessario. William Kaelin ha capito che ciò è dovuto a danni al sistema di controllo dell’ossigeno nelle cellule.

Anche loro, come Peter Ratcliffe, che ha studiato la regolazione dell’eritropoietina nei reni, si sono adattati a cercare di capire il mondo con gli strumenti che avevano a disposizione, chi delle cellule in fuga, chi una malattia rara, chi un organo da curare. Pare che Peter Ratcliffe, raggiunto di prima mattina alla sua scrivania all’istituto Francis Crick di Londra dalla telefonata che gli annunciava del Nobel, stesse lavorando ad una richiesta di finanziamento per le ricerche condotte nel suo laboratorio. Su twitter gira una sua foto dopo la telefonata. Lo si vede alla scrivania, mentre continua a lavorare alla richiesta di finanziamento, perfettamente adattato alla vita dello scienziato in tempi di scarse risorse per la ricerca.

Ma il gioco dell’adattamento può essere fatto a molti livelli e può prendere tempi lunghissimi. Rimanendo all’ossigeno, prendete la ribulosio-1,5-bisfosfato carbossilasi/ossigenasi (per noi tutti RuBisCO), un enzima dal nome molto complicato ma, in poche parole, una delle molecole più abbondanti sulla terra e colei – per darle un genere – che permette all’anidride carbonica nell’aria di diventare glucosio nelle cellule delle piante. Voi direte: che ci azzecca e che importa? Beh, ci azzecca perché ha prodotto la stragrande maggioranza dell’ossigeno che respiriamo, e importa perché lo zucchero che produce è l’origine di gran parte della materia organica che c’è sulla terra. Per uno scienziato la biomolecola più vicina a un miracolo.

Ebbene, anche ella, regina RuBisCO, ha problemi di… adattamento! Si è evoluta quando di ossigeno nell’atmosfera ce n‘era molto poco ma, da quando i livelli sono quelli di adesso, si è scoperta capace di assorbirlo e trasformarlo in un prodotto tossico. Questo riduce l’efficienza della fotosintesi, e anche madame RuBisCO dovrà pazientemente attendere che l’evoluzione trovi a poco a poco il modo di ridurre l’affinità per l’ossigeno, senza compromettere quella per l’anidride carbonica. In questo caso le prove, ovvero le conseguenze della naturale propensione del DNA di tutti gli organismi a mutare, porteranno a molti errori. Dovuti al fatto che l’enzima fa un lavoro molto importante ed è diventato difficile azzeccare le modifiche che possano portare a miglioramenti. Con buona pace di chi pensava che la vita fosse il risultato di un design intelligente. Del resto, anche molti biotecnologi che cercano di migliorarla con un approccio più ragionato per ora non hanno avuto troppo successo. D’altronde chi siamo noi in confronto a miliardi di anni di esperimenti fatti dall’evoluzione su svariati miliardi di geni della RuBisCO sparsi per innumerevoli esemplari di piante esistite ed esistenti sulla terra?

E l’intestino di Greta? Beh, come quello di tutti noi è la casa di qualche centinaio di trilioni di batteri e di altri microrganismi (il numero supera di gran lunga quello delle cellule nel nostro corpo), ovvero il microbioma. Un intero ecosistema, che in gran parte vive senza ossigeno, racchiuso in qualche chilo di microorganismi stipati non solo nell’intestino, ma più o meno dappertutto sul nostro corpo.

Ma tale miserrima condizione non gli vieta di prosperare in costante collaborazione con le nostre cellule e con ciò che mangiamo, o a cui siamo esposti. Tale adattamento è parte di una simbiosi multi millenaria che permette a noi e a loro di trasformare efficientemente una miriade di sostanze in cibo per entrambi. Delle volte la vita comunitaria ha i suoi passaggi difficili, come sa bene chi soffre di un’infiammazione intestinale o sta recuperando da un ciclo di antibiotici.

Dopotutto, l’adattamento all’ambiente a tutti i livelli è ciò che ci ha permesso dopo 4 miliardi e mezzo di anni di essere ancora su questo pianeta, a interrogarci di Brexit e cambiamenti climatici.

Quindi l’augurio è che al prossimo, ennesimo, difficile problema da risolvere, noi, la comunità dei nostri cari e pure l’ecosistema che ci portiamo addietro, ci si inerpichi faticando attraverso il bosco dell’incertezza e si proceda verso il Cervino. Con tutti i nostri difetti, ma con respiro regolare e tanto spirito di adattamento. Scienza, sapienza e umiltà e spirito collaborativo ci porteranno in vista della soluzione.

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