Associazione nazionale insegnanti di scienze naturali

Nobel per la Fisiologia e Medicina, per la Fisica e per la Chimica 2021

a cura di Angela Colli

Il premio Nobel per la medicina 2021è stato assegnato congiuntamente a David Julius, fisiologo dell’Università della California, e ad Ardem Patapoutian, scienziato dello Scripps Research di San Diego, per aver scoperto i sensori che ci permettono di avvertire il caldo, il freddo e la pressione, alla base del senso del tatto. Sono un americano di quasi 66 anni e un libanese di 54 scappato dalla guerra quando era ragazzo. Lunedì 4 ottobre a Stoccolma è stato dato l’annuncio che ha aperto la settimana dedicata ai premi Nobel. L’anno scorso il riconoscimento era andato al trio Alter, Houghton e Rice per il loro lavoro nella scoperta del virus dell’epatite C.

«Come vengono avviati gli impulsi nervosi in modo che la temperatura e la pressione possano essere percepite? A domanda è stata data risposta dai premi Nobel di quest’anno», ha spiegato la giuria. David Julius ha identificato il gene che codifica per il primo sensore di temperatura, il canale ionico TRPV1, utilizzando la capsaicina, un composto pungente del peperoncino che induce una sensazione di bruciore, e ha scoperto che anche il TRPV1 è attivato dalle alte temperature. Il segnale emesso da questo recettore raggiunge il cervello, che determina se il calore è abbastanza forte da bruciare i tessuti e, in tal caso, produce la sensazione di dolore.

I risultati della ricerca premiata offrono interessanti possibilità mediche, perché mettono in luce come ridurre il dolore cronico e acuto associato a una serie di malattie, traumi e ai loro trattamenti. Diversi laboratori farmaceutici, infatti, stanno lavorando per identificare molecole che agiscono su questi recettori con l’obiettivo di trattare diverse forme di dolore cronico, ad esempio quelle associate a processi infiammatori come l’artrite.

Il 5 ottobre il premio Nobel 2021 per la Fisica è stato assegnato all’italiano Giorgio Parisi, a Syukuro Manabe e a Klaus Hasselmann “per i contributi innovativi alla comprensione dei sistemi fisici complessi”. I tre vincitori  condividono il Premio per i loro studi su fenomeni caotici e apparentemente casuali.

Giorgio Parisi professore emerito a La Sapienza di Roma, è stato presidente dell’Accademia dei Lincei. Si è occupato di particelle elementari, meccanica statistica, fluidodinamica, ma anche di supercomputer e sistemi complessi, è stato premiato “per la scoperta dell’interazione tra disordine e fluttuazioni nei sistemi fisici, dalla scala atomica a quella planetaria”. Intorno al 1980, ha scoperto i modelli nascosti in materiali complessi disordinati, tra i contributi più importanti alla teoria dei sistemi complessi con applicazioni non solo in fisica, ma anche in matematica, biologia, neuroscienze. Syukuro Manabe è un meteorologo e climatologo giapponese e Klaus Hasselmann un oceanografo e modellatore climatico tedesco: hanno ricevuto il Nobel “per la modellazione fisica del clima terrestre, la quantificazione della variabilità e la previsione affidabile del riscaldamento globale”.

In particolare Syukuro Manabe ha dimostrato come l’aumento dei livelli di anidride carbonica nell’atmosfera porti a un aumento delle temperature sulla superficie della Terra. Negli anni ’60, ha guidato lo sviluppo di modelli fisici del clima terrestre ed è stato il primo a esplorare l’interazione tra il bilancio delle radiazioni e il trasporto verticale delle masse d’aria. Il suo lavoro ha posto le basi per lo sviluppo degli attuali modelli climatici. Circa dieci anni dopo, Klaus Hasselmann ha creato un modello che collega tempo e clima, rispondendo così alla domanda sul perché i modelli climatici possono essere affidabili nonostante il tempo sia mutevole e caotico. Ha anche sviluppato metodi per identificare segnali specifici, impronte, che sia i fenomeni naturali che le attività umane imprimono nel clima.

IL Premio Nobel per la Chimica è stato assegnato a Benjamin List e a David MacMillan “per lo sviluppo dell’organocatalisi asimmetrica”. Gli “ingegneri” delle molecole hanno scoperto un nuovo tipo di catalisi che permette di utilizzare molecole organiche con una procedura più semplice ed efficace. L’organocatalisi ha avuto un grande impatto sulla ricerca farmaceutica e ha reso la chimica più verde, spiega la Reale Accademia delle Scienze di Svezia nelle motivazioni.   Benjamin List ha iniziato a occuparsi di organocatalisi asimmetrica negli anni novanta, lavorando con una borsa di studio post-dottorato allo Scripps Research Institute della California del sud. Qui scoprì le potenzialità della prolina, una molecola che entra nella composizione delle proteine, e che funziona benissimo come catalizzatore. Oltre ad accelerare i processi chimici, la prolina permetteva anche di indirizzarli. Infatti a volte le reazioni chimiche danno come prodotti due tipi di molecole, che sono uno l’immagine speculare dell’altro (un po’ come le nostre mani). L’organocatalisi asimmetrica permette invece di ottenere soltanto una delle due forme ed è oggi essenziale per l’industria farmaceutica.

Nello stesso periodo, anche MacMillan stava cercando un metodo per indirizzare le reazioni chimiche. Dopo aver tentato, senza successo, di utilizzate i metalli come catalizzatori, decise infine di provare con molecole più complesse, composte da carbonio e altri elementi. In questo modo riuscì a selezionare un gruppo di composti organici che facevano al caso suo, facili da ottenere e completamente biodegradabili.

List e MacMillan pubblicarono i loro studi nel 2000, a breve distanza l’uno dall’altro, e senza conoscere il lavoro del collega. Da allora, l’impiego dell’organocatalisi asimmetrica si è affermato nell’industria chimica ed è alla base di moltissime produzioni

Per saperne di più:

https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2021/summary/

https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2021/summary/

https://www.wired.it/scienza/lab/2021/10/05/nobel-fisica-2021-giorgio-parisi-manabe-hasselmann/

https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2021/summary/

 http://www.rainews.it/dl/rainews/articoli/Premio-Nobel-per-la-Fisica-a-itaiano-giorgio-parisi-Klaus-Hasselmann-Syukuro-Manabe-160b4e69-1d65-4e98-875f-daa525ef7541.html–

http://www.rainews.it/dl/rainews/articoli/Nobel-per-la-Chimica-2021-a-Benjamin-List-e-David-MacMillan-ingegneri-delle-molecole-eaf7dec9-8d8a-4a31-b61a-f67fda5f5c75.html