Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash e Michael W. Young, i genetisti vincitori del premio Nobel 2017 per la Medicina e la fisiologia grazie ai loro studi su questo tema, sono riusciti a ‘sbirciare’ all’interno di questa funzionalità e a chiarire le sue proprietà interne. Le loro scoperte hanno aiutato a spiegare come le piante, gli animali e gli esseri umani adattano i loro ritmi biologici in modo che siano sincronizzati con i movimenti della Terra.Utilizzando i moscerini della frutta come organismo modello, gli scienziati sono riusciti a isolare un gene che regola il normale ritmo biologico quotidiano. Hanno dimostrato che questo gene codifica una proteina che si accumula nelle cellule durante la notte, mentre viene poi degradata durante il giorno.

Nell’uomo tutto questo avviene con una enorme precisione:

il nostro orologio interno adatta la nostra fisiologia alle diverse fasi della giornata, regolando funzioni critiche come i livelli ormonali, il sonno, la temperatura corporea e il metabolismo.

Il nostro benessere vacilla, di conseguenza, quando c’è un disallineamento temporaneo tra l’ambiente esterno e il ritmo interno, quando ad esempio si verifica un ‘jet lag’.

E la scienza indica anche che il cronico mancato equilibrio tra il nostro stile di vita e il ritmo circadiano è associato ad un aumento del rischio di varie malattie.

Studi che partono da lontano: già nel ‘700 l’astronomo Jean Jacques d’Ortous de Mairan ha studiato la pianta di mimosa, scoprendo che le sue foglie si aprono di giorno e si chiudono al crepuscolo. Una volta messe al buio costante, le piante hanno continuato a seguire i loro “ritmi” interni, aprendo e chiudendo le foglie. Da qui la scoperta del ritmo circadiano, fenomeno noto da secoli. Ma come funzionasse era rimasto un mistero, fino agli anni ’70, quando Seymour Benzer e il suo allievo Ronald Konopka si chiesero se sarebbe stato possibile identificare i geni che controllano il ritmo circadiano nei moscerini da frutto. Riuscendo a dimostrare che le mutazioni in un gene sconosciuto hanno interrotto l’orologio circadiano delle mosche. Ma come?

La risposta l’hanno data gli scienziati premiati oggi.

Nel 1984, Jeffrey Hall e Michael Rosbash, che lavorano in stretta collaborazione all’Università Brandeis di Boston, insieme a Michael Young dell’Università di Rockefeller a New York, sono riusciti a isolare il gene, chiamato ‘Period’. Hall e Rosbash hanno poi continuato a scoprire che PER, la proteina codificata dal gene stesso, si è accumulata durante la notte ed è stata degradata durante il giorno. Così, i livelli di proteine PER oscillano su un ciclo di 24 ore, in sincronia con il ritmo circadiano.

Un pò come l’ingranaggio di un orologio, è l’oscillazione di queste proteine a regolare il nostro bioritmo interno.

Un complesso meccanismo di “feedback inibitore”, alla base del ritmo circadiano. Insieme a un altro gene scoperto da Young, chiamato ‘timeless’ (senza tempo), che codifica un’altra proteina, TIM, necessaria a questo puzzle. Quando TIM si lega a PER, infatti, le due proteine entrano nel nucleo cellulare regolando l’attività del gene ‘period’. Infine Young ha scoperto un terzo gene, ‘doubletime’, che controlla la frequenza di queste oscillazioni (funge in sostanza da metronomo nel rapporto costante tra gli altri due geni) dando loro un’alternanza corrispondente a un ciclo di 24 ore.

Qui brevi notizie biografiche dei tre ricercatori premiati:

Jeffrey C. Hall, 72 anni, è nato nel 1945 a New York e si è laureato nell’università di Washington a Seattle. Fal 1971 al 1973 ha lavorato nel California Institute of Technology (Caltech) in Pasadena. Nel 1974 si è trasferito nella Brandeis University di Waltham in 1974 e nel 2002 in quella del Maine.

Michael Rosbash, 71 anni, è nato a Kansas City e si è laureato nel 1970 nel Massachusetts Institute of Technology (Mit). Nei tre anni successivi ha lavorato in Europa, nell’Università di Edimburgo, e nel 1974 è rientrato negli Stati Uniti e da allora ha lavorato nella Brandeis University.

Michael W. Young, 68 anni, è nato nel 1949 a Miami e si è laureato nell’università del Texas ad Austin nel 1975. Da allora fino al 1977 ha lavorato nell’Università di Stanford e dal 1978 nella Rockefeller University di New York.

Fonte:National Geographic