Che cos'hanno scoperto di preciso i tre nuovi Nobel per la Medicina

Il premio Nobel per la Medicina e la Fisiologia 2017 è stato assegnato il 2 ottobre a un trio di scienziati americani, per le loro ricerche sui meccanismi molecolari che controllano il ciclo circadiano, o per semplificare, il cosiddetto orologio biologico.

Il gene dell’orologio biologico. Più nello specifico, Jeffrey C. Hall, Michale Rosbash e Michael W. Young sono riusciti a spiegare chiaramente come gli organismi vegetali e animali, compreso l’uomo, abbiano adattato durante l’evoluzione il loro ritmo biologico alla rotazione terreste e all’alternanza notte-giorno. Usando i moscerini della frutta come organismi modello, i tre premi Nobel hanno identificato il comportamento del gene responsabile del ritmo diurno degli esseri viventi chiamato gene period, che presiede alla codifica di una specifica proteina sintetizzata durante la notte all’interno della cellula e che poi degrada durante il giorno. Così funziona il meccanismo di base, ma quando si verifica un’asincronia tra questo orologio biologico e le condizioni ambientali esterne il nostro organismo ne risente: è il caso, ad esempio, del famoso effetto jet lag.

Una doppia ricerca. Hall, oggi in pensione, ha 72 anni e ha svolto la maggior parte della sua carriera di ricercatore alla Brandeis University a Waltham, nel Massachussetts, dove Rosbasch, di un anno più anziano, è ancora un membro di facoltà. Il terzo vincitore, Young, di 68 anni, lavora invece alla Rockefeller University di New York. I primi due collaborarono negli Anni Ottanta all’individuazione del gene, mentre Young sviluppò la sua ricerca indipendentemente anche se tutti pubblicarono i loro risultati nello stesso anno, il 1984. Hall e Rosbash vennero a capo di come effettivamente funziona l’orologio biologico, rivelando che i livelli di proteina codificati dal gene period crescono e decrescono in un ciclo continuo. Mentre a Young si deve il merito di avere identificato il gene che controlla la frequenza del ciclo.

Le conclusioni. Anche grazie a questi studi è possibile fare chiarezza sui meccanismi esatti attraverso i quali la luce solare e l’alternanza notte-giorno possono sincronizzare l’orologio biologico degli esseri viventi. Oggi inoltre sappiamo con certezza che questo cronometro biologico influenza il nostro comportamento, i livelli ormonali, il sonno, il metabolismo e la temperatura corporea durante le fasi del giorno. E ci sono buone regioni per credere che uno sfasamento cronico tra il nostro stile di vita e i ritmi interni sia associato all’incremento di numerose malattie.

L’orologio interno degli esseri viventi. Durante il 18esimo secolo l’astronomo Jean Jacques d’Ortous de Mairan studiò alcune piante di mimosa e scoprì che le foglie si aprivano durante l’irradiazione solare e si richiudevano al tramonto. Sottopose la mimosa a un lungo periodo di oscurità totale e scoprì che anche in assenza di luce le piantine continuavano indipendente ad aprire le loro foglie secondo un ritmo preciso. Teorizzò allora l’esistenza di un orologio biologico interno che ne regolasse le fasi. Ulteriori ricerche in seguito mostrarono che questo ritmo interno è comune non solo alle piante, ma anche agli animali e agli stessi esseri umani che ne sono fortemente condizionati, ma quale fosse il processo biochimico alla base di questa regolazione era cosa del tutto ignota fino alla pubblicazione delle fondamentali scoperte del tre Nobel.