Linda Buck, il premio Nobel che ha svelato i segreti dell’olfatto

IPAZIA – L’acqua nella caldaia, il caffè nel filtro, la moka sul fuoco, un inconfondibile aroma che si diffonde nell’aria. Quello del caffè è un rito quotidiano per molti di noi. Vi siete mai chiesti come facciamo a percepire il suo profumo egli altri innumerevoli odori con cui entriamo in contatto ogni giorno? Qualche anno fa una biologa americana, Linda Buck, si è posta esattamente questa domanda, ha trovato la risposta e ha vinto il premio Nobel per la sua scoperta. Questa è la sua storia.

Dalla psicologia alle lumache di mare

Linda Brown Buck nasce a Seattle nel 1947. La madre è una casalinga appassionata di cruciverba, il padre un ingegnere elettrico che ama trascorrere il tempo libero costruendo invenzioni in cantina. Linda sviluppa una forte predisposizione per la scienza, ma da grande sogna di fare un lavoro che le dia la possibilità di aiutare gli altri; terminato il liceo inizia a studiare psicologia con l’obiettivo di diventare una psicoterapeuta. Durante gli anni universitari, però, la sua passione per le materie scientifiche riemerge. Resta a lungo indecisa su quale strada intraprendere, finché non frequenta un corso di immunologia e – colpita da questa disciplina – decide di diventare una biologa. Nel 1975 si laurea sia in psicologia che in biologia e prosegue i suoi studi presso il laboratorio di immunologia del University of Texas Southwestern Medical Center di Dallas.

Qui, grazie alle indicazioni e al supporto di Ellen Vitetta, la sua relatrice, impara a condurre esperimenti e ricerche di laboratorio, dedicandosi allo studio dei meccanismi molecolari alla base dei sistemi biologici. Nel 1980 consegue il dottorato in immunologia e subito dopo ottiene una borsa che le consente di proseguire il suo lavoro alla Columbia University di New York. Curiosa e desiderosa di evolvere come ricercatrice, dopo i primi anni alla Columbia perfeziona le tecniche di biologia molecolare presso il laboratorio diretto dal biologo molecolare Richard Axel.

Da tempo Axel è impegnato, in collaborazione col neurologo austriaco Eric Kandel, in una ricerca sul sistema nervoso di Aplysia californica, una lumaca di mare utilizzata come organismo modello in molti studi sull’apprendimento e la memoria. Buck segue i due colleghi in questo lavoro, a cui si dedica con passione per alcuni anni. Le sue ricerche su Aplysia la portano ad approfondire lo studio delle basi molecolari del sistema nervoso centrale.

I meccanismi dell’olfatto

Nel 1985, Linda Buck legge uno studio – condotto dal team di ricerca del neurobiologo Solomon Snyder – dedicato ai meccanismi molecolari alla base dell’olfatto. Scopre che i mammiferi sono in grado di rilevare e memorizzare più di 10.000 odori e che sostanze chimiche simili dal punto di vista molecolare possono generare percezioni olfattive molto diverse tra loro.

Ne resta profondamente colpita e decide di dedicarsi a quest’ambito di ricerca, con l’obiettivo di ricostruire il percorso che dalle cellule presenti nel naso porta gli odori a essere elaborati dal cervello. Il suo primo obiettivo è l’individuazione dei recettori olfattivi, classe di molecole di cui è da tempo nota l’esistenza, ma che non sono ancora state identificate. A partire dal 1988, una volta completate le sue ricerche su Aplysia, si dedica unicamente a questo lavoro.

Assieme a Richard Axel, dopo aver condotto numerosi esperimenti sui topi di laboratorio, riesce a individuare circa 1000 geni coinvolti nella produzione dei recettori responsabili della rilevazione delle molecole associate ai diversi odori presenti nell’aria. Scopre così che ogni cellula, situata in una piccola zona della cavità nasale, è associata a uno specifico tipo di recettore, specializzato nel riconoscere determinati odori; nel momento in cui le molecole provenienti dall’esterno si legano ai recettori, le cellule inviano segnali elettrici al bulbo olfattivo nel cervello, che a sua volta combina le informazioni provenienti dai diversi tipi di recettori, associati alle cosiddette proteine G, e li trasforma nella percezione di odori distinti.

Quando sentiamo l’aroma del caffè, le molecole presenti nell’aria si insinuano nelle nostre narici e vengono catturate da recettori olfattivi associati alle proteine G, speciali enzimi che stimolano la formazione di una molecola messaggero; questa induce le cellule dell’epitelio del naso a inviare un segnale elettrico al cervello attraverso la trasmissione di impulsi nervosi, che si trasformano nella percezione del profumo del caffè. Grazie al loro lavoro sull’organizzazione del sistema olfattivo, descritto nel 1991 sulla rivista Cell, nel 2004 Buck e Axel riceveranno il premio Nobel per la medicina e la fisiologia.

Gli ultimi anni

Nel 1991, Linda Buck avvia un suo laboratorio presso la Harvard Medical School, dove continua a dedicarsi allo studio del processo di elaborazione che porta gli odori e i feromoni dal naso al cervello. Scopre, tra l’altro, che pur in presenza dello stesso sistema olfattivo, il numero di geni che codificano i recettori olfattivi varia moltissimo da una specie all’altra: negli esseri umani, per esempio, non sono 1000 come nei topi, ma appena 350.

Ricercatrice infaticabile, oggi lavora presso il Fred Hutchinson Cancer Research Center di Seattle. Non ha smesso di dedicarsi allo studio dell’olfatto, ma ha condotto anche altre importanti ricerche; nel 2002 ha partecipato alla scoperta dei chemosensori presenti nel nematode Caenorhabditis elegans, un verme delle regioni temperate in grado di distinguere gli odori grazie a speciali organi sensoriali, e successivamente ha individuato i recettori associati al senso del gusto presenti in Drosophila melanogaster, il moscerino della frutta.

Da sempre impegnata per la piena parità di genere nel mondo scientifico, nella nota autobiografica che ha scritto in occasione della consegna del Nobel si rivolge in questo modo a tutte le donne che sognano di diventare scienziate: “spero sinceramente che il mio premio faccia capire a tutte le giovani donne, ovunque nel mondo, che per loro le porte sono aperte e che dovrebbero avere il coraggio di seguire i loro sogni”.

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