Il premio Nobel per la fisiologia a Rothman, Randy W. Schekman e Thomas C. Südhof

Il premio Nobel per la fisiologia o la medicina di quest’anno è stato attribuito a pari merito a James E. Rothman, Randy W. Schekman e Thomas C. Südhof “per la scoperta del macchinario che regola il traffico vescicolare, uno dei principali sistemi di trasporto all’interno delle cellule”.

Lo svedese Karolinska Institut ha riconosciuto l'enorme importanza degli studi dei tre ricercatori, grazie ai quali è stato possibile chiarire il funzionamento del complesso macchinario biomolecolare che consente il trasporto di molecole dai diversi organelli, dove sono prodotte, verso altri punti all'interno della cellula stessa oppure verso l'esterno. In tutto, con un preciso rispetto dei tempi.

Un ruolo cruciale in questo delicato e complesso sistema di trasporto è rivestito dalle vescicole, minuscole bolle circondate da membrane che inglobano e trasportano il “carico molecolare” verso altre destinazioni. Per attraversare i confini della cellula, le vescicole danno luogo a un peculiare fenomeno di fusione con la membrana cellulare, rilasciando il loro contenuto all'esterno. Questo meccanismo è alla base, per esempio, del rilascio sia dei neurotrasmettitori, che permettono la comunicazione tra neuroni o con altre cellule dell'organismo, sia degli ormoni, che controllano il metabolismo.

Nel chiarire il funzionamento di questo “traffico vescicolare” i tre premi Nobel hanno avuto ruoli diversi.

Randy Schekman, affascinato da questo ambito di studi fin dagli anni settanta, ha deciso di affrontare il problema del traffico vescicolare da punto di vista genetico. Utilizzando come modello di studio i lieviti, Schekman è riuscito a identificare le mutazioni in grado di determinare i cattivi funzionamenti del trasporto delle molecole, che si evidenziano con un accumulo di sostanze all'interno delle cellule. In particolare, ha individuato tre classi di geni che controllano diverse fasi del trasporto.

James Rothman ha studiato il trasporto cellulare mediato da vescicole negli anni ottanta e novanta, arrivando alla scoperta di un complesso proteico che consente alle vescicole di legarsi alle membrane bersaglio e di fondersi con esse, con un meccanismo che ricorda la chiusura di una cerniera lampo. L'esistenza di diverse proteine che si legano in modo specifico alle vescicole assicura che le molecole arrivino a destinazione senza errori.

Thomas Südhof ha dedicato la sua attività di studi principalmente alla comunicazione che avviene nel sistema nervoso tra diversi neuroni. In questo caso le molecole di segnalazione sono i neurotrasmettitori, trasportati mediante vescicole, come scoperto da Rothman e Schekman. I risultati di Südhof hanno però consentito di aggiungere un tassello importante, grazie alla scoperta di complessi proteici, sensibili agli ioni calcio, che consente ai neurotrasmettitori di legarsi con precisione alla membrana esterna del neurone bersaglio.