Il premio Nobel per la Chimica alle macchine molecolari

CRONACA- Il premio Nobel per la chimica è stato consegnato a Jean-Pierre Sauvage (University of Strasbourg), Sir J. Fraser Stoddart (Northwestern University) e Bernard L. Feringa (University of Groningen) per la “progettazione e sintesi di macchinari molecolari“, il loro lavoro con molecole i cui movimenti è possibile controllare e che attraverso la miniaturizzazione porteranno la chimica del futuro in una dimensione del tutto nuova.

In termini di sviluppo, si legge sul comunicato divulgato da Stoccolma dopo la consegna del premio, il motore molecolare è allo stesso stadio del motore elettrico negli anni ’30 del 1800, quando gli scienziati erano all’opera su ingranaggi e manovelle inconsapevoli che -in tempi relativamente brevi- avrebbero portato a treni elettrici, lavatrici, ventilatori e frullatori. Le macchine molecolari potrebbero essere il futuro per lo sviluppo di nuovi materiali, sensori e sistemi per lo stoccaggio dell’energia, la scoperta che catapulterà la chimica in una nuova era.

Nel 1893 è stato Sauvage a intraprendere la strada dei macchinari molecolari, collegando con successo due molecole “ad anello” a formare una catena chiamata catenano, tenute insieme non da legami covalenti (in cui gli atomi condividono elettroni) ma con un legame meccanico. I due anelli collegati tra loro potevano muoversi in maniera complementare, ovvero proprio quello che serviva per avere una macchina molecolare funzionale.

Nel 1991 è stato Stoddart a portare avanti il lavoro con lo sviluppo di un rotaxano, un’architettura molecolare complessa  in cui l’anello riusciva a muoversi efficacemente lungo un asse molecolare. Le sue scoperte sui rotaxani hanno portato ai primi affascinanti risultati con i macchinari molecolari: un “ascensore molecolare”, un muscolo molecolare e un chip molecolare.

Ma Feringa è stato il primo al mondo a sviluppare un vero e proprio motore molecolare, quando nel 1990 è riuscito a far girare continuativamente -e nella stessa direzione- un rotore molecolare. Sfruttando solamente questa tecnica è riuscito a far ruotare un cilindro di vetro grande 10.000 volte il motore molecolare.

Come ogni anno gli analisti della Thomson Reuters avevano presentato le loro previsioni sui premi più scientifici: medicina, fisica, economia e chimica, ovvero quelli per i quali è possibile “pesare” il lavoro dei candidati attraverso le citazioni delle pubblicazioni. A partire dai primi Toto Nobel del 2002 ci hanno preso 39 volte (non questa) e per questo 2016 i candidati ruotavano intorno a tre grandi temi:

• Feng Zhang e George Church per il loro lavoro con la tecnica di editing del genoma Crispr/Cas9, applicata alle cellule dei modelli animali e degli esseri umani.
• Dennis Lo Yuk-Ming per aver rivelato la presenza di DNA fetale libero all’interno del plasma materno, spalancando nuove vie per le tecniche di screening neonatale non invasivo.
• Hiroshi Maeda e Yasuhiro Matsumura per aver scoperto l’effetto EPR (Enhanced Permeability and Retention) per le molecole con attività farmacologia, ovvero il meccanismo che permette loro di accumularsi in alcune zone prescelte e di interesse, ad esempio le cellule tumorali.

Ricordate il Nobel per la chimica 2015? Lo scorso anno il prestigioso premio è stato assegnato a Thomas Lindhal, Paul Modrich e Aziz Sancartre per gli studi sulla riparazione del DNA. I tre ricercatori, infatti, sono riusciti a mappare le informazioni fondamentali su come le cellule monitorino l’integrità del DNA e lo riparino quando necessario, salvaguardando così l’informazione genetica (qui per saperne di più).

@Eleonoraseeing

Leggi anche: Il Premio Nobel per la Fisica 2016 a Thouless, Haldane e Kosterlitz