Biologia: una ricerca oltre il paradigma

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Un ricerca evidenzia che le proteine sarebbero simili a “spugne” frattali.

 

Mentre qualcuno studia le espressioni facciali, o improbabili evoluzioni dei lieviti, alla continua ricerca di conferme  a teorie che hanno portato di fatto ad una stasi delle ricerche in biologia, uno studio di ricercatori italiani dice finalmente qualcosa di nuovo.

Un gruppo di cui fa parte Alessandro Giuliani.

 

Lo studio è stato pubblicato il 18 gennaio 2012 sulla rivista Journal of Chemical Information and Modeling, uno studio che Alessandro Giuliani su un articolo pubblicato il 3 febbraio su ilsussidiario.net, introduce così:

La focalizzazione della ricerca biologica sul materiale genetico, e quindi sulla sequenza del DNA come “decisore ultimo” di tutta la fenomenologia della vita, insieme a un grande ampliamento della nostra conoscenza dei meccanismi fini della regolazione biologica, ha innescato in questi ultimi 40 anni una pericolosa deriva “idealista” della biologia che si è pericolosamente smaterializzata.

Ecco subito delle considerazioni che rispondono a chi si domanda in quali altre direzioni potrebbe guardare la ricerca scientifica, questa è una possibilità per andare oltre il paradigma che vedeva nel DNA l’unica fonte di informazione nella cellula, come se la vita consistesse solo nell’esecuzione di un algoritmo scritto con le sequenze nucleotidiche.

Ma quella che viene fuori dalla ricerca è una complessità insospettata, anche se alcune considerazioni sulla improbabilità delle reazioni chimiche nella cellula avrebbero dovuto spingere molto tempo prima in questa direzione. Quello che emerge dallo studio è una nuova immagine di proteina, un’immagine che somiglia un po’ a quella di una spugna che si rigonfia d’acqua e crea dei canali di comunicazione al su interno che rendono possibili dei percorsi ordinati in cui le molecole si incanalano:

Questo risultato apre molte vie alla speculazione, per cui potremmo immaginare una “rete di reazioni metaboliche” come supportata da una sorta di reticolo di tante proteine “tenute in comunicazione” dal solvente da loro stesse strutturato. Questo reticolo ammetterebbe una miriade di “possibili cammini” da attivare alla bisogna (rendendo così ragione della flessibilità delle costanti di reazione nei sistemi biologici). Da un diverso punto di vista, l’elevato livello di integrazione di un tale reticolo ci farebbe dubitare del fatto che ogni singolo gene (lo stampo per la sequenza di una particolare proteina) faccia “gioco a sé” nella storia evolutiva.

La biologia oggi sembra invece impantanata in quelle ricerche tipiche di quella fase che T.S. Kuhn chiamava scienza normale, una scienza che non cerca niente di nuovo. Ma vediamo ancora con le parole di Giuliani come si conclude l’articolo:

La scienza ha un gran bisogno di ritornare a porsi delle domande “generali” che coinvolgano la realtà profonda dei sistemi che studia per non annegare nell’auto-referenzialità: quello qui descritto è solo un piccolo esempio di ciò che si potrebbe fare anche a costi molto limitati. L’intera ricerca è stata infatti portata avanti con dati cristallografici di struttura disponibili gratuitamente sul web, elaborati con computer identici a quelli che abbiamo a casa; una buona strada per un Paese come l’Italia, ricchissimo di talento, ma un po’ in difficoltà quando si tratta di mettere su grandi e costose strutture di ricerca.

 

E infine alcune considerazioni su questa interazione, prendendo punto dal passaggio in cui si dice: “l’elevato livello di integrazione di un tale reticolo ci farebbe dubitare del fatto che ogni singolo gene (lo stampo per la sequenza di una particolare proteina) faccia “gioco a sé” nella storia evolutiva.” riporta all’attenzione il problema della “coadattazione“, un’obiezione che metteva in dubbio la possibilità che modificazioni casuali potessero dare origine a cambiamenti evolutivi. Dalla Storia del Pensiero Filosofico e Scientifico di Ludovico GeymonatEd. Garzanti, prendiamo il seguente passo:

“Come affermava polemicamente Driesch nel 1905 è cioè la teoria (quella delle mutazioni casuali n.dr.) per cui si possono costruire case lanciando sassi. In termini più precisi è estremamente improbabile che le differenti variazioni necessarie alla formazione di un organo complesso (ad esempio l’occhio) siano comparse in modo concomitante (problema della coadattazione).

Queste obiezioni venivano fatte proprie, in vario modo, dalla grande maggioranza degli studiosi dell’evoluzione e comportavano quindi un sostanziale ripudio della concezione neo-darwiniana, sostenuta oltre che da Weismann da pochi altri autori fra cui l’americano T.H.Morgan.”

Vol. VIII, pag. 188


 

 

La inaspettata struttura delle proteine, con l’ elevato livello di integrazione, sembra proprio riproporre in modo amplificato il problema della coadattazione, e della effettiva capacità esplicativa della teoria neodarwiniana.

 

 

 

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About Author

Laureato in Biologia e in Farmacia, docente di scienze naturali Nel 2011 ha pubblicato "Inchiesta sul darwinismo", nel 2016 "L'ultimo uomo" e nel 2020 "Il Quarto Dominio".

10 commenti

  1. Salve professor Pennetta,

    Mi potrebbe dire dove posso trovare degli articoli scientifici in inglese di Gould e Eldredge?

  2. Alessandro Giuliani on

    Ringraziando Enzo per la pubblicità data alla nostra fatica mi preme sottolineare che questo articolo tratta di ricerca di base sulla strutura delle proteine. Di fatto l’estrapolazione alle conseguenze sulla biologia evolutiva è appunto una estrapolazione, motivata dai dati, ma appunto una estrapolazione, anche se la necessità di co-evoluzione di sistemi interagenti è stata sottolineata da tantissimi scienziati ed è chiaramente nel senso comune.
    Ciò di cui siamo sicuri è che l’idea delle proteine come ‘sfere compatte’ che interagiscono solo se un particolare sito attivo viene in contatto con un altro di un’altra proteina (o con una piccola molecola organica) deve essere aggiornato con una visione completamente diversa di ‘strutture aperte’ in cui il solvente interno (acqua strutturata dall’interazione con la proteina) è in contatto diretto con l’acqua ‘esterna’ così creando una fase strutturata all’interfaccia che cambia la nostra idea sullo spazio interno della cellula da liquido a ‘quasi-solido’ (e quindi plausibile come sostrato per le complicate e specifiche reazioni metaboliche), questo rende la biologia un pò ‘meno magica’ (difficile altrimenti spiegarsi il raffinato incrociarsi di flussi metabolici) e più in linea con quanto già si conosce della ‘strutturazione dell’acqua alle interfacce’:

    http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ar200079x

    Il punto è allora ‘ma perchè la biologia non si guarda in giro e vede cosa può imparare dalle altre scienze ?’ E’ una domanda grave ed importante ed ha che vedere con l’enorme e ormai insostenibile frammentazione del sapere che è la vera disgrazia attuale non solo delle scienze ma della cultura in generale.
    Il nostro gruppo di lavoro con cui ho avuto il piacere di portare avanti la ricerca sulle ‘proteine come spugne’ è formato da un biologo, un matematico, un fisico, un ingegnere chimico ed un ingegnere biomedico, siamo riusciti ad integrare le nostre rispettive competenze grazie alla buona volontà, alla nostra amicizia, ed allo sforzo di essere chiari tra di noi cercando di semplificare al massimo (ma senza mai banalizzare) le nsotre esperienze e conoscenze specifiche, questo dimostra che l’unità del sapere scientifico può essere riconquistata.

  3. Salve professor Giuliani, le vorrei fare qualche domanda: è vero che il suo campo di ricerche è particolarmente soggetto al riduzionismo materialista? Quanti ricercatori ci sono che la pensano come lei?

    • Alessandro Giuliani on

      Non saprei risponderti caro Riccardo, veramente non saprei, se dovessi giudicare dalle persone che incontro e con cui mi trovo a collaborare (e sono veramente molte da un pò tutti i paesi, anche se preferenzialmente in area romana chiaramente, ma per molti lavori scientifici mi è capitato di collaborare con Università indiane e giapponesi, sono stato varie volte a Singapore e qualche volta negli Stati Uniti in california e a Chicago..)ti direi che tranne due o tre casi (su 100-150 altri scienziati con cui ho interagito fattivamente) nessuno era ‘particolarmente soggetto al riduzionismo materialista’ come dici tu, cioè molto rigido nelle posizioni per così dire scientiste.
      Ma forse ‘chi si somiglia si piglia’ come si dice popolarmente e quindi la mia percezione è distorta…
      Quanto poi a ‘pensarla come me’ è ancora più difficile da dire, insomma se per ‘pensarla come me’ intendi dire convergere su una impostazione generale di fare scienza ti direi TUTTI QUELLI CON CUI HO COLLABORATO (ma questo è naturale, altrimenti non avremmo potuto lavorare insieme), se per ‘pensarla come me’ intendi credenti, non dovrei andare lontano dal vero se ti dicessi che stiamo attorno al 70%-80% di credenti, cioè più o meno come le statistiche che conosco relative a qualsiasi altra categoria lavorativa, che so, i conducenti di autobus, i fruttivendoli, i medici, gli avvocati, i calciatori…ma di nuovo parliamo delle persone che ho incontrato in 30 anni di lavoro, ma che comunque rispecchiano una vista molto molto personale.

  4. Michele Forastiere on

    Affascinanti questi lavori! Comlplimenti ad Alessandro che li fa e a Enzo che “estrapola”! 🙂

    • Enzo Pennetta on

      Grazie, comunque va detto che sicuramente l’estrapolazione costa meno fatica del lavoro di ricerca!