Craig Venter

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“Abbiamo solo un’opportunità per vivere e per contribuire al futuro della vita. L’unico “aldilà” è quello che la gente ricorderà di te.” Craig Venter

Biografia

Una vita fatta di sfide scientifiche e personali, assumendo il rischio di imprese impossibili. Costantemente nel mirino di una certa critica politica e scientifica per le sue aspirazioni da “megalomane egocentrico”, di Craig Venter sicuramente possiamo riconoscere l’inesauribile inventiva e anima sognatrice, le vere scintille della scoperta scientifica.

Ribelli si nasce

John Craig Venter, genetista, biochimico e imprenditore americano, nacque a Salt Lake City, nello Utah il 14 Ottobre del 1946. Subito dopo la sua nascita la famiglia si trasferì in California, nell’area di San Francisco, dove l’adolescente Venter dedicava le sue giornate a surfare tra le onde californiane. Dopo il liceo Craig Venter si arruolò nella Marina Militare degli Stati Uniti e venne inviato in Vietnam, dove scelse di adoperarsi come infermiere.

L’esperienza della guerra, da lui rinominata “Università della Morte“, sicuramente segnò la sua vita e le sue scelte future, come racconta nel libro autobiografico “Una vita decodificata”, in cui la storia di un tentato suicidio in mare contribuì ad alimentare la sua leggenda.

Di ritorno negli Stati Uniti, Venter intraprese un corso di laurea in biochimica per poi ottenere un dottorato in fisiologia e farmacologia nel 1975. Nel 1976 cominciò la sua attività di ricerca in neurochimica presso la State University of New York a Buffalo. Nel 1984 si trasferì al National Institute of Health (NIH) a Bethesda, dove si focalizzò sullo studio dei geni coinvolti nella neurotrasmissione.

Proprio in questo periodo, Craig Venter cominciò ad esplorare nuove tecniche di identificazione dei geni, alternative ai classici metodi, lunghi e tediosi. Sviluppò quindi una tecnica di identificazione genica basata sulle sequenze EST, dall’inglese marcatori di sequenze espresse, piccole sequenze di DNA ubiquitariamente presenti nei geni espressi. I tentativi di Venter di patentare queste sequenze identificate fecero maturare le prime critiche da parte della comunità scientifica nei suoi confronti.

Imprenditori si diventa

La svolta nella sua carriera iniziò nel 1992, quando Venter fondò l’Istituto di Ricerca TIGR con il sostegno della società Human Genome Sciences. In questo istituto, un gruppo di ricercatori guidatidalla prima moglie di Venter, la microbiologa Claire Fraser, sequenzò il genoma del microrganismo Mycoplasma genitalium.

Nel 1995, in collaborazione Hamilton Smith, un genetista molecolare americano, Venter sequenziò il primo genoma completo, quello di Haemophilus influenzae, un batterio capace di causare meningite nell’uomo.

Nel 1998, Venter fondò un istituto di ricerca privato, la Celera Genomics, con la quale iniziò a sequenziare il genoma umano in una maratona contro il consorzio pubblico finanziato dal NIH. L’utilizzo della “shotgun sequencing” permise al team di Venter di accelerare il processo di sequenziamento del genoma umano rispetto ai colleghi del progetto pubblico.

Nonostante le profonde critiche ricevute dal mondo scientifico alla tecnica utilizzata da Venter, nel 2000 venne annunciato il primo sequenziamento completo del genoma umano, con ben due anni di anticipo rispetto al termine previsto dal Progetto Genoma Umano. Il traguardo si celebrò con una stretta di mano tra il Presidente degli Stati Uniti d’America, allora Bill Clinton, il leader del Consorzio Pubblico, Francis Collins e Craig Venter.

Venter, un Darwin moderno

Un ulteriore traguardo nella vita di Venter, completato nel 2006, fu quello della Global Ocean Sampling Expedition. L’obbiettivo era quello di sequenziare la biodiversità degli oceani, per superare e completare l’opera iniziata da Darwin in modo da ampliare il catalogo di microorganismi disponibili e convertirli in fabbriche del futuro. L’ardua impresa, per la quale un team di ricercatori si convertì in un perfetto team di marinai, durò ben 2 anni a bordo della Sorcerer II, niente di meno che lo yacht personale di Craig Venter.

Immagine 1: Craig Venter nel Sorcerer II

Nel 2006, dopo il licenziamento da Celera, Craig Venter fondò il J. Craig Venter Research Institute (JCVI), un’organizzazione no-profit di supporto alla ricerca scientifica.

Biologia sintetica: una nuova sfida

Gli scienziati dello JCVI sono stati pionieri nell’ambito della biologia sintetica. Nel 2008, infatti, di nuovo in collaborazione con Hamilton Smith, Venter e i suoi colleghi crearono un genoma sintetico completo a partire dal genoma di Mycoplasma genitalium. Due anni più tardi, lo stesso team riuscì a riprodurre una copia di questo genoma sintetico in un altro batterio, Mycoplasma mycoides.

La creazione di genomi sintetici funzionali aprì le porte per l’esplorazione della biologia sintetica al fine di produrre fonti di energia alternative.

Nel 2016 Venter e collaboratori annunciarono la realizzazione in laboratorio del primo batterio con un genoma sintetico essenziale, ossia un genoma costituito da soli 473 geni, quelli fondamentali per assicurarne la riproduzione e la sopravvivenza.

Focus: whole genome shotgun sequencing

La shotgun sequencing è una tecnica di sequenziamento random di corte sequenze di DNA. Viene chiamata così per l’analogia al rapido e increscioso colpo di pistola.

Nel sequenziamento shotgun di un intero genoma, il DNA viene frammentato in numerosi piccoli segmenti che vengono sequenziati più volte per poi essere assemblati attraverso l’aiuto di programmi informatici, in assenza di una previa mappa fisica dei frammenti ottenuti, a differenza dello shotgun gerarchico (Immagine 2).

Whole genome shotgun versus hierarchical shotgun
Immagine 2: Differenze negli step per il sequenziamento shotgun nel caso del whole-genome o del sequenziamento gerarchico

Questa tecnica è stata descritta per la prima volta nel 1979 con il sequenziamento del genoma del virus mosaico del cavolfiore. L’utilizzo di un processo di sequenziamento automatizzato ha quindi fatto strada al sequenziamento di interi genomi, come nel caso di Haemophilus influenzae, il primo genoma nella lista.

L’ottimizzazione della tecnica di shotgun da parte della Celera Genomics, con la creazione di numerosi frammenti di diverse dimensioni e l’implementazione di potenti tecniche di analisi, permise a Craig Venter di accelerare il progetto pubblico del sequenziamento del genoma umano.

Contributo scientifico

Il viaggio nella vita di Craig Venter ci ha già illustrato i principali contributi da lui offerti alla scienza come mentore di progetti ambiziosi e innovativi. Sicuramente gran parte della sua fama deriva dal suo grande contributo all’interno progetto di sequenziamento del genoma umano (Human Genome Project) grazie alla messa a punto e ottimizzazione nei suoi laboratori della tecnica di shotgun sequencing nel 1999.

Il secondo braccio della ricerca innovatrice di Venter è rappresentato dall’ambito della biologia sintetica, che culmina con l’annuncio su Science nel 2010 della creazione in laboratorio della prima cellula artificiale, caratterizzata da un genoma sintetico.

Riconoscimenti

Nel 2001 vince il Premio Principe delle Asturie per la ricerca scientifica e tecnica.

Serena Galiè

Fonti

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