Nobel per la medicina: il premio agli scopritori del meccanismo che regola l’orologio biologico

Il Premio Nobel 2017 per la Medicina e Fisiologia è andato a tre ricercatori  americani: Jeffrey Hall e Michael Rosbash (Brandeis University) e Michael Young (Rockfeller University) “per le loro scoperte dei meccanismi che controllano i ritmi circadiani”.

La ricerca premiata riguarda la scoperta di come le creature viventi, piante animali e umani, adattino i loro ritmi biologici allineandoli con la rotazione terrestre dando origine al ritmo circadiano, dalle parole latine circa diem ovvero intorno al giorno.
Tale ritmo spiega perché quando c’è una momentanea differenza tra l’ambiente esterno e il nostro orologio biologico, come dopo aver viaggiato attraverso diversi fusi orari, abbiamo l’esperienza del “jet lag”. Inoltre contribuisce a spiegare il motivo per cui noi esseri umani dormiamo meglio di notte.

L’esistenza di un orologio interiore fu descritta per la prima volta nel XVIII secolo, quando l’astronomo Jean Jaques d’Ortus de Mairan scoprì che anche le piante di mimosa esposte al buio costante seguivano il loro regolare ritmo circadiano aprendosi durante le ore del giorno e chiudendosi la sera. Nel corso del tempo le ricerche sul tema si sono perfezionate arrivando agli anni Settanta del Novecento, quando Seymour Benzer e Ronald Konopka  scoprirono che modificando un gene, soprannominato gene period, il ritmo interno del moscerino della frutta cessava d’essere scandito.

La ricerca, che è valsa il Nobel ai tre ricercatori, ha preso in esame sempre gli stessi insetti e ha portato alla scoperta che la proteina PER, codificata dal gene period, si accumula durante la notte per poi essere smaltita durante il giorno dando luogo alla sincronia giorno/notte a cui siamo abituati.

Il loro lungo lavoro li ha portati anche a teorizzare l’esistenza di un loop di feedback della proteina PER, ovvero la capacità di inibire la sua stessa sintesi in funzione della quantità presente. In altre parole la sua autoregolazione costante. La conferma è arrivata nel 1994, quando Young ha scoperto un secondo gene “orologio” chiamato timeless, che codifica un’altra proteina (TIM) richiesta per un normale ritmo circadiano. Quando TIM e PER si combinano insieme sono in grado di accedere al nucleo della cellula e bloccare l’attività del gene period chiudendo il loop inibitorio.

Le scoperte dei tre neo-premiati contribuiscono a fare chiarezza su questo intrigante tema e hanno gettato le fondamenta sulla comprensione delle modalità con cui l’organismo reagisce ai cicli giorno/notte: la regolazione del sonno e dell’alimentazione, il rilascio di ormoni, la pressione sanguigna e la temperatura corporea. La conoscenza degli ingranaggi del nostro orologio interno è molto importante per la realizzazione di farmaci più efficaci e dai minori effetti collaterali.

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