Martha Chase e l’esperimento del frullatore
La genetista Martha Chase è stata l'artefice, con Alfred Hershey, di uno degli esperimenti di biologia molecolare più importanti di sempre, grazie al quale è stato possibile provare in maniera definitiva che il materiale genetico si trova nel DNA
IPAZIA – Per compiere una scoperta scientifica non servono sempre grandi risorse e strumenti sofisticati. A volte basta molto poco: una teoria da dimostrare, un’idea geniale e un semplice frullatore da cucina. Sono questi gli ingredienti di uno degli esperimenti di biologia molecolare più importanti di sempre, grazie al quale è stato possibile provare in maniera definitiva che il materiale genetico si trova nel DNA. A realizzarlo furono, nel 1952, due genetisti americani. Un uomo, Alfred Hershey, e una donna, Martha Chase.
L’incontro con Hershey e la controversia proteine-DNA
Martha Cowles Chase nasce a Cleveland, in Ohio, nel 1927. Appassionata di scienza sin dall’infanzia, nel 1950 si laurea in biologia al College di Wooster. Quello stesso anno diventa assistente di Alfred Hershey presso il Cold Spring Harbor Laboratory di New York. Tra i due nasce un vero e proprio sodalizio professionale, tanto che Hershey tratterà Chase come una sua pari e non come una semplice assistente.
Nel 1928, il genetista Frederick Griffith aveva dimostrato che lo Streptococcus pneumoniae, batterio responsabile della polmonite, ha la possibilità di trasferire informazioni genetiche modificando il proprio ceppo di appartenenza, in virtù di un misterioso fattore di trasformazione. Alcuni dopo, nel 1944, Oswald Avery, coadiuvato da Colin McLeod e Maclyn McCarty, aveva condotto un esperimento grazie al quale il fattore scoperto da Griffith era stato identificato nel DNA. Non si trattava, però, di una dimostrazione definitiva; l’opinione prevalente fra i biologi era che il materiale genetico fosse trasportato dalle proteine, molecole la cui struttura era ritenuta molto più complessa rispetto a quella del DNA. Bisognava trovare il modo per chiarire una volta per tutte, e in maniera incontrovertibile, la verità.
L’esperimento del frullatore
Tra il 1950 e il 1952, Hershey e Chase lavorano alla teoria secondo cui i cosiddetti batteriofagi o fagi – virus che aggrediscono i batteri – agiscono come minuscole siringhe che iniettano nella cellula attaccata il loro materiale genetico, mentre il resto del corpo rimane all’esterno. I due scienziati decidono così di marcare con dei traccianti radioattivi sia le proteine che il DNA di T2, un fago in grado di infettare il batterio Escherichia coli. Usano lo zolfo radioattivo per contrassegnare le proteine e il fosfato radioattivo per contrassegnare il DNA. Inseriscono i virus così etichettati in un semplice frullatore da cucina, assieme ai batteri da infettare, quindi premono l’interruttore di accensione. Si tratta di una procedura semplice, ma molto efficace, perché non danneggia i batteri e non modifica in alcun modo la sequenza che porta i fagi ad attaccarli. In questa fase le parti del virus che penetrano all’interno delle cellule vengono separate dalle altre. Spento il frullatore, l’analisi dei batteri infetti mostra che al loro interno sono presenti gli acidi nucleici e non le proteine. Non ci sono più dubbi, le informazioni genetiche sono contenute nel DNA e non nelle proteine. È la dimostrazione definitiva, in grado di mettere la parola fine a una controversia che va avanti da decenni.
Il 20 settembre 1952, su The Journal of General Physiology, viene pubblicato lo studio con i risultati dell’esperimento. Chase è una semplice assistente e non è affatto scontato che Hershey decida di farle firmare il lavoro. L’uomo però non considera nemmeno l’ipotesi di non includerla come coautrice della ricerca. Da allora, il cosiddetto “esperimento del frullatore” è conosciuto in tutto il mondo anche come l’esperimento di Hershey-Chase. Peter Sherwood, portavoce del Cold Spring Harbor Laboratory, lo ha definito come “uno degli esperimenti più semplici ed eleganti mai compiuti, che ha dato nuovo slancio al campo emergente della biologia molecolare”. L’esperimento avrà infatti implicazioni che andranno ben oltre la virologia e aprirà la strade a molte altre importanti scoperte; i primi a riconoscere il valore della ricerca di Hershey e Chase per il loro lavoro saranno Watson e Crick, che appena undici mesi dopo descriveranno la struttura a doppia elica del DNA.
Il Nobel di Hershey, la malattia e una carriera finita troppo presto
Nel 1953 Martha Chase lascia il Cold Spring Harbor Laboratory. Prosegue le sue ricerche presso l’Oak Ridge National Laboratory del Tennessee e successivamente all’Università di Rochester, nello stato di New York. Torna a Cold Spring Harbor tutte le estati per partecipare ai meeting dell’associazione dei biologi specializzati nello studio dei fagi. Nel frattempo riprende i suoi studi e nel 1964 consegue il dottorato in microbiologia presso la University of Southern California.
Nel 1969 Hershey vincerà il Nobel per la medicina, insieme a Max Delbrück e Salvador Luria, per le sue scoperte riguardanti la struttura genetica e i meccanismi di replicazione dei virus. Pur figurando sin dall’inizio come coautrice della ricerca, Martha Chase non riceve il Nobel né alcun altro riconoscimento. Non solo. Negli anni in cui Hershey ottiene fama e onori, la carriera della scienziata subisce una serie di battute d’arresto. Si ammala precocemente di una forma di demenza che compromette il funzionamento della memoria a breve termine e alla fine degli anni Sessanta perde definitivamente il suo posto di lavoro. Rientra in Ohio, dove trascorre il resto dei suoi giorni sola e dimenticata da tutti. Muore di polmonite l’8 agosto del 2003, all’età di 75 anni.
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