Scienza Maggio 1999

Il cerchio della vita

Quando una cellula trova un cromosoma vecchio o spezzato, si suicida per evitare rischi. Ma come fa a riconoscerlo da quelli normali? Un problema non da poco visto che nasconde, forse, il segreto dell'invecchiamento. E ora 92 piccoli e sorprendenti anelli potrebbero essere la risposta

Li stanno individuando, contando, numerando e archiviando uno a uno. E forse già alla fine dell'anno prossimo l'intero genoma umano, i geni contenuti nei 46 cromosomi all'interno del nucleo delle cellule di ogni uomo, saranno registrati, "infilzati" e messi in bella mostra come nelle collezioni di farfalle. Ma se non era per due ricercatori, Titia de Lange della Rockfeller University di New York e Jack Griffith della North Carolina University, sarebbe rimasto senza risposta un mistero solo all'apparenza banale: come accidenti fanno le cellule a distinguere fra un cromosoma intero e giovane e uno spezzato o "vecchio"? Insomma come possono riconoscere che il primo è sano (e quindi ignorarlo) e distruggere il secondo (anomalo e quindi pericoloso)?

La risposta è in un cerchietto, un mini-cappio: un'anellino che alla fine di ogni cromosoma decide la vita e la morte. Tutto nasce dal fatto che nonostante migliaia e migliaia di osservazioni, nessuno finora aveva mai capito esattamente come finiscono i cromosomi. Particolare non da poco, visto che il processo sembra essere alla base sia della formazione del cancro che del fenomeno dell'invecchiamento. I biologi infatti si sono accorti che ogni volta che una cellula si divide, delle strutture poste alla fine dei cromosomi e chiamate telomeri si accorciano sempre di più. Una volta arrivati quasi a zero, la cellula si spegne e muore. Il segreto dell'invecchiamento? Forse. Resta il fatto che se si impedisce di accorciarsi ai telomeri di cellule umane coltivate in laboratorio, queste continuano a crescere e dividersi. Senza invecchiare e morire.

Torniamo indietro. Uno dei problemi da risolvere era capire con che meccanismo le cellule riconoscono un cromosoma invecchiato o interrotto da uno normale. Un meccanismo potente: quando infatti la cellula si accorge che un suo cromosoma è troppo corto o spezzato, va letteralmente in tilt. E se non riesce a riparare il danno fa harakiri per il bene della comunità delle altre cellule. In altre parole la cellula preferisce il suicidio che lasciare in giro del materiale genetico alterato, magari a rischio di mutazioni cancerogene.

Anni di ipotesi e dubbi. Poi, quasi per caso, la scoperta: i cromosomi normali finiscono con un piccolo anellino. In altre parole non finiscono. E sono i telomeri a formare quell'anellino. Così finalmente la spiegazione del mistero: quando i telomeri, a forza di divisioni cellulari, diventano troppo corti per formare l'anello terminale, la cellula se ne accorge e lancia l'allarme. E, quasi sempre, si prepara al sacrificio finale.

Certo la domanda è spontanea: possibile che in tanti anni mai nessuno abbia visto quei micro-cappi? Ci sono le attenuanti. Intanto la lunghezza del Dna: la catena del Dna di una sola cellula è lunga quasi due metri. E anche se per ogni gruppo di 46 cromosomi si dovrebbero trovare 92 anelli terminali, vederli è un'altra cosa. Perché le catene di Dna, sotto il microscopio, di anelli, curve e incroci ne fanno tanti. Il dottor Griffith lo ha spiegato bene con "l'effetto spaghetti": "Se prendete un piatto di spaghetti cotti e li buttate sul pavimento, avete un'idea di cosa significa...". Vero: chi potrebbe dire se quella pasta termina ad anello o se è un'effetto del caos e degli incroci?

Per arrivare alla verità comunque c'è voluta pazienza e un po' di fortuna. La dottoressa de Lange cercava da anni una risposta a come era fatta la parte terminale dei cromosomi. E aveva scoperto una proteina che, appiccicandosi ai telomeri, permetteva di vederne la forma. Ma qualcosa non tornava: come mai non la proteina non ne copriva mai la punta? Così ha chiesto a Jack Griffith, esperto di interazioni Dna-proteine e dell'uso del microscopio elettronico. Risultato: c'erano delle strane strutture mai viste prima. Qualche tentativo, poi la rivelazione: "Quando abbiamo visto che erano piccoli cappi non ci volevamo neanche credere".

Fine della storia. Almeno della prima parte. Certo la strada sembra quella buona. Scoperti i telomeri e la loro funzione di "orologi biologici", ecco il passo avanti. Con quei cerchietti che, forse, decidono la vita e la morte e il meccanismo che scatena il suicidio cellulare. In fondo lo dicevano anche i sacri testi: "Polvere eri e polvere ritornerai". Nascita, crescita, vecchiaia, morte: il cerchio che si chiude. Un cerchio, appunto.