Werner Arber e la scoperta degli enzimi di restrizione

Biografia

Werner Arber (3 giugno 1929, Gränichen) (Fig. 1) è un genetista e microbiologo svizzero. È noto per aver contribuito alla scoperta delle prime endonucleasi di restrizione, la quale gli ha permesso di vincere il Premio Nobel nel 1978.

La carriera di Arber ha preso avvio con lo studio della chimica e della fisica presso l’ETH di Zurigo, proseguendo con il dottorato di ricerca nell’Università di Ginevra nel 1958.

Dopo aver condotto studi presso l’Università della California del Sud, Arber diventa capogruppo all’Università di Ginevra nel 1960 e poi professore di Genetica Molecolare nel 1965.

Dal ’71 al ’96 Arber è stato professore di microbiologia molecolare al Biozentrum dell’Università di Basilea, di cui è stato rettore per due anni. Per molto tempo è stato membro e vicepresidente del Consiglio scientifico svizzero e dal 1996 al 1999 presidente del Consiglio internazionale delle scienze ICSU.

Dal 1981 Werner Arber è membro della Pontificia Accademia delle Scienze, di cui è stato anche presidente per sei anni. Come cristiano riformato protestante, Werner Arber è quindi il primo presidente dalla fondazione non appartenente alla Chiesa Cattolica Romana.

Nel 2019 Werner Arber ha compiuto 90 anni e per l’occasione il Biozentrum dell’Università di Basilea ha organizzato un simposio scientifico.

Fotografia ritraente Werner Arber
Figura 1 – Werner Arber (fonte: Matthew Lee)

Focus: le endonucleasi di restrizione come meccanismo di difesa dei batteri

Negli anni ’60, Arber e i suoi colleghi hanno individuato l’abilità di alcuni ceppi batterici di inibire l’attività dei batteriofagi. Tale propensione è stata attribuita alla presenza di enzimi di restrizione o endonucleasi, capaci di riconoscere le molecole di DNA estraneo e attaccarle.

Le endonucleasi (Fig. 2) sono dette forbici molecolari, proprio perché sono in grado di rompere il DNA in corrispondenza o nelle vicinanze di siti di riconoscimento specifici. Questi siti corrispondono a gruppi di basi che vengono riconosciuti e successivamente tagliati dall’enzima. Spesso sono costituiti da due successioni della stessa sequenza disposta in direzioni opposte, per questo sono detti siti palindromici.

Meccanismo di azione di EcoRI
Figura 2 – schema di azione di un enzima di restrizione (Fonte: microbenotes.com)

A seconda che il taglio avvenga all’interno o all’estremità della molecola di DNA, gli enzimi vengono distinti in endonucleasi ed esonucleasi. Inoltre, il taglio può generare estremità piatte o protrudenti.

La scoperta degli enzimi di restrizione ha posto le basi per quelle che sono le tecniche del DNA ricombinante, sfruttate in molteplici campi.

Contributo scientifico

Oltre allo studio dei meccanismi di difesa batterici, nel corso della sua carriera Werner Arber ha anche approfondito il ruolo degli enzimi nei processi di mutagenesi spontanea e ricombinazione. Esistono, infatti, una serie meccanismi in cui si ha la riorganizzazione del materiale genetico. Tali processi coinvolgono gli enzimi e permettono l’evoluzione biologica orizzontale.

Sulla base delle conoscenze sui meccanismi molecolari accumulate nei lunghi anni di carriera, Arber ha postulato una teoria dell’evoluzione molecolare.

Secondo questa teoria i prodotti genici contenuti nel genoma sono coinvolti nell’induzione o nella limitazione della variabilità genetica, senza però influire in maniera diretta sull’evoluzione.

Arber ha approfondito questa teoria nelle sue pubblicazioni più recenti.

Riconoscimenti

Il riconoscimento più importante ottenuto da Arber è sicuramente il Premio Nobel per la Medicina del 1978, vinto insieme ai colleghi Daniel Nathans e Hamilton Smith

Oltre ciò, nel corso della sua carriera, ha ricevuto numerosi premi tra cui: l’European Molecular Biology Organization, nel 1964); l’European Academy of Arts, Sciences and Humanities, nel 1981; il Foreign Associate of the National Academy of Sciences e il Foreign Honorary Member of the American Academy of Arts and Sciences, entrambi nel 1984.

Dal 1989 agli anni 2000 è stato membro del Swiss Science Council (SSC), così come di altre istituzioni scientifiche internazionali. Werner Arber ha inoltre ottenuto diverse lauree ad honoris presso le università della Southern California, di Los Angeles, di Strasburgo e della Las Palmas de Gran Canaria.

Fonti

Rispondi

%d blogger hanno fatto clic su Mi Piace per questo: