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Storie
di ordinaria serendipità

· Dai coniugi Curie ai Nobel 2016 per la medicina, la fisica e la chimica ·

I grandi scienziati hanno quasi tutti in comune due grandi qualità: un intuito geniale che permette loro di formulare teorie che altri non hanno avuto il coraggio o la capacità di proporre prima e la determinazione ferrea nel perseverare nella ricerca sperimentale anche quando i dati osservati non sembrano corroborare le loro ipotesi. 

Pierre e Marie Curie durante  il  loro viaggio di nozze in bicicletta  (1895)

Un’incarnazione esemplare di queste due doti fu Maria Skłodowska — meglio nota come Marie Curie (1867-1934) — che non si arrese, nonostante sfide titaniche, nel cammino dell’isolamento di nuovi elementi chimici come il polonio (così denominato in onore della sua terra natale) e, soprattutto, il radio (così chiamato per le sue qualità radioattive). Il lavoro che Marie e suo marito Pierre (1859-1906) dovettero compiere fu colossale: arrivando allo stremo delle forze fisiche, solo l’assoluta convinzione nell’esattezza delle loro tesi scientifiche li portò a preservare fino a purificare il meno di un decimo di grammo di radio presente in mille chilogrammi del minerale di uraninite a loro disposizione, il pitchblende.

Ma a volte, le doti che spinsero la scienziata due volte premio Nobel, nel 1903 e nel 1911, a esporsi a eccessive dosi di radiazioni ionizzanti contraendo l’anemia aplastica, possono non bastare e deve entrare in gioco un altro fattore: la serendipità. Ne fu beneficiario, il Premio Nobel 1945 Alexander Fleming (1881-1955). Nel 1922, il batteriologo scozzese si accorse che una goccia di liquido, caduta dal naso congesto di un soggetto affetto da raffreddore, su una piastra di coltura di batteri produceva una macchia dove questi ultimi si scioglievano. Ipotizzò l’esistenza di un enzima capace di dissolverli e lo battezzò lisozima — dal verbo greco — ma la comunità scientifica non manifestò grand’entusiasmo per la sua scoperta.

Sei anni dopo, tornando in laboratorio dalle vacanze, constatò con disappunto che alcune delle sue piastre Petri di stafilococchi erano state contaminate dalla muffa. Al momento di gettarle via, notò su di esse macchie simili a quelle provocate dal lisozima. Si chiese allora se la muffa producesse una sostanza capace di sciogliere i batteri.

Il fungo era il Penicillium e sir Alexander scoprì la penicillina. Perversamente, se l’ambiente dei laboratori del St Mary’s Hospital a Paddington fosse stato meno malsano, le spore del fungo non si sarebbero casualmente posate sulle colture dell’epidemiologo e altri milioni di persone sarebbero morte di infezioni batteriche aspettando la scoperta degli antibiotici.

Di serendipità ha avuto bisogno anche il giapponese Yoshinori Ohsumi, i cui studi riguardarono i lisosomi, ossia gli organelli od organuli che contengono appunto, il lisozima. Gli organelli sono delle piccole strutture provviste di membrana che, trovandosi all’interno delle cellule, vi svolgono dei compiti precisi (il più conosciuto essendo il mitocondrio che funge da centrale energetica). Oggi si sa che le cellule sono capaci di riciclare la loro spazzatura organica. Per farlo selezionano la loro immondizia (per esempio delle proteine inutili) e la inseriscono in un organello, chiamato “autofagosoma” che, fondendosi con un lisosoma, degrada i rifiuti in pezzettini riutilizzabili. Questo processo — chiamato “autofagia selettiva” poiché si tratta di auto-divoramento discriminante, in quanto solo del materiale danneggiato viene riciclato — è così complesso che gli scienziati che lo osservarono per primi, negli anni Sessanta, non riuscivano a carpirne i segreti.

Poi, negli anni Novanta, un investigatore del Tokyo Institute of Technology ebbe l’idea di prendere un organismo relativamente semplice, il lievito, e di metterlo in condizioni di inedia. Il povero fungo, spinto dalla fame, fu obbligato a una autofagia non-selettiva e, incominciando a riciclare di tutto e di più per non soccombere, rivelò quali fossero i meccanismi enzimatici e i geni connessi all’autofagia.

Quello che il ricercatore nipponico non sapeva allora era che l’umile saccharomyces cerevisiae, che da millenni è stato tanto utile all’uomo nei processi di fermentazione del pane e della birra, avrebbe permesso di scoprire un meccanismo cellulare che, da pochi anni, si è dimostrato direttamente correlato con l’insorgere della malattia di Parkinson e dei tumori.

di Carlo Maria Polvani

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