Sono stati tre ricercatori settantenni americani, impegnati sin dagli anni ’80 a studiare i ritmi biologici circadiani, partendo dagli studi sul moscerino della frutta, ad essersi aggiudicati il prestigioso riconoscimento dell’Accademia di Svezia. Grazie anche ai loro studi che è nata la cronobiologia, Scienza che studia la regolazione biologica che scandisce i nostri ritmi quotidiani, dal sonno alla fame.
Premio Nobel per la medicina e la fisiologia 2017
Quest’anno il prestigioso riconoscimento dell’Accademia Svedese è andato a tre ricercatori genetisti americani, Jeffrey C. Hall (1945), Michael Rosbash (1944) e Michael W. Young (1949). La motivazione del premio recita: “Aver scoperto il meccanismo molecolare che controlla il ritmo circadiano”. Per comprendere l’orologio biologico che scandisce i nostri ritmi quotidiani, i tre genetisti iniziarono col studiare un organismo modello, i moscerini della frutta (Drosophila melanogaster). Da questi moscerini fu isolato un gene che codifica per una proteina che si accumula nelle cellule durante la notte per essere degradata durante il giorno, regolando così il ritmo biologico quotidiano.
Dalle prime ricerche, iniziate negli anni ’80, ad oggi sono notevoli i passi avanti compiuti sulla conoscenza dei meccanismi che sono alla base del ritmo circadiano.
Per comprendere l’importanza di questo fenomeno partiamo da una considerazione: sul nostro pianeta la vita si è sviluppata adattandosi ad una condizione ineludibile, la rotazione terrestre e il conseguente alternarsi del giorno e della notte. E questo influisce su tutti gli esseri viventi, piante, animali e, ovviamente, gli esseri umani. Nell’uomo i ritmi circadiani scandiscono la regolazione di una serie di funzioni come i livelli ormonali, il sonno e la temperatura corporea.
E’ ovvio che tutte le forme viventi si sono sviluppate ed evolute seguendo quindi ritmi naturali.
Ma la nostra società ha rivoluzionato questi equilibri. Basti pensare alla luce artificiale, ai turni di lavoro H-24, ai lunghi viaggi transoceanici con conseguente jet lag, alla tecnologia che ha introdotto nella nostra quotidianità strumenti come TV, PC, Tablet, cellulari, tutti strumenti che ci impegnano in orari assolutamente indipendenti dai ritmi circadiani. Questa rivoluzione sta generando delle problematiche inedite soprattutto sulla specie umana con notevole impatto sul suo Benessere psico-fisico.
Una ricerca che va avanti da quasi mezzo secolo
Risale infatti agli anni ’70 il primo passo verso lo studio dei ritmo circadiano. Seymour Benzer, con il suo allievo Ronald Konopka, identificarono un gene – battezzato “period” – che regolava il ritmo circadiano nei moscerini.
Qui entrano in gioco i tre premi Nobel 2017, J.Hall e M. Rosbash (Università Brandeis di Boston) e M. Young (Rockefeller University di New York) quando, a partire dal 1984, iniziarono una stretta collaborazione finalizzata all’isolamento del gene “period”. Una volta individuato, hanno anche isolato e caratterizzato la proteina codificata da questo gene, la proteina “PER”. E’ infatti questa proteina a scandire i ritmi circadiani, accumulandosi di notte e degradandosi di giorno. Tuttavia questo non era sufficiente a spiegare il meccanismo che assicurava la regolarità del ciclo biologico quotidiano.
Fu Michael Young, nel 1994, a scoprire l’esistenza di un secondo gene, chiamato timeless (senza tempo) che, a sua volta codifica per una seconda proteina, chiamata “TIM”.
E anche un terzo gene, chiamato doubletime (doppio tempo), anche questo preposto al controllo di un'altra proteina. Ma quest’ultimo gene è proprio quello che va a regolare gli altri due (come un metronomo) e l’espressione delle proteine da loro controllate, assicurando così un ritmo circadiano molto accurato.
L’insieme di queste informazioni ha carattere universale ovvero, in varia misura, è presente in tutti gli esseri viventi. E questo appartiene alla moderna branca della biologia, la cosiddetta “biologia circadiana” o “cronobiologia”.