L’idea di determinismo genetico è ancora ben radicata sia nella comunità scientifica che nell’immaginario collettivo sebbene non manchino aspre critiche da parte di noti ricercatori a questo approccio teorico. Richard Lewontin nel suo libro Il sogno del genoma umano (Laterza, 2004) considera il Progetto Genoma umano l’ultima campagna ideologica in favore del biodeterminismo. Tuttavia, proprio i risultati ottenuti da questo ambizioso progetto stanno cambiando il significato di Dna, l’elemento fondamentale della vita.

Ripercorriamo brevemente la storia di questo termine scientifico. Nel 1953 furono Watson e Crick a descrivere la struttura risolutiva della molecola di Dna con la geniale immagine della “doppia elica”: ora gli scienziati erano in grado di indicare la base materiale dell’ereditarietà così come descritta da Gregor Mendel 90 anni prima. In seguito lo stesso Crick enunciò il dogma centrale della genetica molecolare per il quale l’informazione genetica è contenuta nel Dna e risulta scritta tramite quattro nucleotidi (A,T,C,G). Siccome A si appaia sempre con T e G sempre con C, l’informazione può essere ereditata. Il gene viene accuratamente trascritto in un’altra molecola, l’Rna messaggero, poi, tradotto in proteina, la macromolecola che sarà il mattone strutturale o l’elemento regolatore dell’organismo.
Dagli esperimenti di Mendel e dal dogma centrale segue il concetto che, dato un particolare Dna, l’organismo può assumere una e sola una “conformazione”. Le nostre caratteristiche sono unicamente determinate da fattori ereditari, il nostro essere dipenderà dal patrimonio genetico dei nostri genitori e dal loro “casuale” incontro-combinazione nell’ovulo fecondato. Quindi in sintesi: tutto è già scritto nei nostri geni.

Jacques Monod, all’inizio degli anni 70 svilupperà questo concetto ne Il caso e la necessità (Mondadori) completando il quadro teorico deterministico, incentrato sul Dna come “invariante fondamentale”, termine significante la stabilità e l’ereditarietà di un progetto molecolare di auto-costruzione. Variazioni nella sequenza del nostro Dna non sono che errori di trascrizione del programma, non altro che rumore di fondo.

Ora, sulla base di nuove acquisizioni sperimentali e su ricerche ancora in corso, proverò ad esporre alcuni argomenti che ci impongono di rivedere la teoria del dogma centrale in favore di un necessario cambiamento di paradigma.

Oltre alla sequenza genomica umana abbiamo a disposizione anche quella di alcune altre specie. La genomica comparata (il confronto delle sequenze tra i vari organismi) ha evidenziato non le differenze quanto piuttosto le forti somiglianze tra le composizioni dei diversi genomi. Più semplicemente, la vita animale impiega la stessa collezione di geni per produrre organismi molto diversi tra loro. Neanche il numero dei geni corrisponde alla complessità degli organismi, il mais ha molti più geni dell’uomo senza essere intelligente. Il punto cruciale è allora la regolazione dei differenti geni.

Il Dna codificante, cioè quei 25.000 geni presenti nel genoma umano, rappresentano solo l’1-2 per cento dell’intera sequenza di Dna. La grande parte restante, a parte alcuni tratti a cui è affidata una funzione più strutturale, non aveva fino a poco tempo fa nessuna rilevanza funzionale, tanto da essere definita “Dna spazzatura”, termine ormai non più accettabile.

La ricerca su questo Dna, che chiamiamo non-codificante, veicola un’immagine ben diversa dalla molecola altamente stabile ed immodificabile presente sui testi sacri della biologia molecolare. Interessante è la scoperta di numeroso Dna di tipo ripetitivo. Generalmente queste sequenze sono ipervaribili e possono spostarsi da un sito all’altro della molecola di Dna. Prove sperimentali indicano che il Dna ripetitivo interagisce con i geni vicini inattivandoli o influendo sul loro dosaggio.

Sempre in ambito di Dna non-codificante, recentemente si è scoperto che gran parte del genoma viene trascritto in Rna anche se non produce proteine. Tra questo, delle piccolissime molecole, i microRna, legano l’Rna messaggero (quello che darà la proteina) e lo distruggono. Quindi, interferendo con l’espressione genica, i microRna controllano la crescita, la differenziazione e la morte cellulare e conseguentemente sono anche implicati nella formazione dei tumori e di numerose altre malattie. La particolarità è che ogni microRna (ad oggi ne conosciamo circa 500) può regolare non uno ma decine di geni. Quindi un processo dinamico niente affatto schematico e predeterminato.
Un altro colpo che ha fatto vacillare la teoria del dogma centrale è arrivato dallo sviluppo di un’altra branca della biologia, l’epigenetica, che studia le modificazioni non della sequenza di Dna bensì cambiamenti nella sua conformazione. Si tratta di un rimodellamento del Dna che influenza positivamente o negativamente l’espressione dei nostri geni e che rientra nel normale percorso di sviluppo e crescita dell’individuo. Tuttavia, alterazioni della struttura epigenetica del Dna possono indurre fenomeni patologici come tumori, allergie, disordini legati all’età. Questo tipo di rimodellamento del Dna è reversibile, e ci sono chiare evidenze che è influenzato dall’ambiente esterno come l’alimentazione, il sistema neuroendocrino, le sostanze chimiche, lo stress, e probabilmente altro.
Cosa emerge dalle numerose prove scientifiche richiamate sopra? Il discorso è complesso, per ora ci limitiamo ad un dato di fatto: i soli geni non sono in grado di spiegare la storia della vita.

Non mancano, negli anni passati, studiosi che avevano intuito e suggerito di abbandonare la visione gene-centrica per cercare di comprendere come si attua il dialogo tra lo spazio genotipico e gli stimoli ambientali nella formazione dell’individuo. Tra tutti ricordiamo l’embriologo (ma anche zoologo, paleontologo, genetista e biologo dello sviluppo) Conrad Hal Waddington (1905-1975) proprio colui che reintrodusse il termine “Epigenesi” ad indicare il processo di interazione tra l’informazione genetica (Dna) e la generazione del fenotipo, ovvero l’insieme delle caratteristiche morfologiche e funzionali dell’individuo. Per anni questo scienziato è stato ignorato così come le numerose osservazioni di biologia molecolare dimostranti un legame diretto tra l’ambiente e l’espressione genica. Ben note tra gli zoologi sono le ricerche circa gli effetti della temperatura sul fenotipo di alcuni animali, come il cambiamento di disegni e colori nelle ali delle farfalle o il sesso delle tartarughe, influenzati entrambi dalla temperatura alla quale si sviluppa rispettivamente la larva o l’uovo. Più recente è uno studio sui gemelli monozigoti che pur avendo lo stesso genotipo presentano spesso fenotipi discordanti con notevoli differenze fisiche e diversa suscettibilità alle malattie. Ricercatori spagnoli hanno dimostrato che sebbene il Dna dei gemelli sia indistinguibile durante i primi anni di vita, sostanziali differenze nella sua conformazione (struttura epigenetica) si accumulano con l’età. Si tratta di importanti dati scientifici che ci fanno riflettere su tutti gli infondati allarmismi riguardanti la clonazione umana.

Qualcosa quindi si muove in biologia, i giochi si riaprono, la storia entra prepotentemente nella ricerca: storia della specie, storia dell’individuo e delle sue interrelazioni con altri individui e con l’ambiente. Non solo determinismo, ma anche le nostre scelte: «Non voglio conoscere la tua storia, ho chiesto: chi sei?». «Io sono la mia storia»! O rmai è tempo, per noi biologi, di condividere questa frase di Wim Wenders tratta dal suo bellissimo film Nel corso del tempo. 

22 dicembre 2006