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Dai quark ai cristalli

Dieci anni dalla morte di Giuliano Preparata: intervista a Graziano Pesole

Indaco Biazzo, Roberto Garra

Dipartimento di Fisica della Sapienza di Roma

Graziano Pesole

Graziano Pesole è docente di Biologia Molecolare all'Università di Bari e direttore dell'Istituto di Biomembrane e Bioenergetica del CNR di Bari. La sua carriera di ricerca si è incentrata su bioinformatica, genomica comparata ed evoluzione molecolare. Ha contribuito nello sviluppo di database e software di analisi nel campo della genomica, lavorando spesso in gruppi multidisciplinari composti da biologi molecolari, informatici e matematici. Ha coordinato numerose unità di ricerca nell'ambito di progetti nazionali, finanziati dal MIUR, dal CNR, da Telethon, ecc., e internazionali. È autore di più di 150 articoli specialistici e co-autore di libri su bioinformatica e genomica editi in Italia da Zanichelli e Gnocchi.

Quando è iniziata la collaborazione con Giuliano Preparata? In che modo vi siete conosciuti?

Ho conosciuto il professor Preparata nel gennaio 1985, quando ho cominciato a frequentare il gruppo di Bioinformatica ed Evoluzione Molecolare costituito qualche tempo prima dalla professoressa Cecilia Saccone. Laureato in chimica con la passione per il mondo della Biologia, avevo svolto il lavoro sperimentale per la tesi di laurea presso il Dipartimento di Biochimica e Biologia Molecolare dell'Università di Bari sotto la supervisione dei professori Palmiro Cantatore e Cecilia Saccone, e quest'ultima dopo la laurea mi propose di entrare nel gruppo da poco costituito, con Cecilia Lanave e Marcella Attimonelli. In particolare i primi tempi affiancai la dottoressa Lanave, purtroppo mancata da poco, che si adoperò per illustrarmi il modello matematico che era stato recentemente ideato con il concorso del professor Preparata per studiare l'evoluzione molecolare dei geni. Fu così che ebbi l'occasione di incontrare il professor Preparata, che ci aiutò a chiarire alcuni punti che a me parevano oscuri di questo modello.

Qual è il nucleo della ricerca che avete sviluppato assieme?

I primi anni '80 coincidono con l'avvento delle tecniche per la determinazione della sequenza nucleotidica dei geni, ovvero la successione delle quattro lettere, A, C, G, T, corrispondenti alle basi azotate dei nucleotidi nel DNA. La professoressa Saccone comprese immediatamente che era necessario organizzare un team multidisciplinare per analizzare questi dati nel modo più appropriato. L'incontro con il professor Preparata fu particolarmente felice e portò all'ideazione del modello markoviano reversibile per lo studio dell'evoluzione molecolare. Questo modello, molto avanzato per i tempi, fu il primo a tenere conto della composizione in basi delle sequenze omologhe in esame (ovvero la stazionarietà), senza fare assunzioni a priori sulla dinamica evolutiva delle sostituzioni tra le basi. Insieme, poi, abbiamo collaborato a sviluppare il modello elaborando una metodologia che tenesse conto della diversa variabilità tra i siti. Difatti le sequenze nucleotidiche o proteiche sono soggette a diverse costrizioni evolutive nelle diverse posizioni in funzione della loro importanza funzionale. Lo sviluppo di questo modello ci ha aiutato a meglio definire le relazioni tra struttura e funzione e a comprendere meglio come l'informazione genetica viene espressa in un organismo vivente.

Qual è secondo lei l'eredità scientifica del programma sviluppato con Preparata?

Il modello stazionario markoviano è stato il capostipite dei modelli stocastici per lo studio dell'evoluzione molecolare e ha costituito le basi di modelli apparsi successivamente basati su approcci di massima verosimiglianza a priori o a posteriori (modelli bayesiani). Anche l'introduzione del concetto di stazionarietà della composizione in basi, poco compreso dalla comunità scientifica all'epoca della sua formulazione, è stato in seguito largamente considerato molto importante in molti studi di Evoluzione Molecolare.

Nel capitolo della sua autobiografia scientifica in cui parla del suo interesse per la biologia Preparata dice: Non mi resta che sperare che la comunità dei fisici e dei biologi trovi le motivazioni scientifiche profonde per uscire da un paradigma (quello atomista) stretto, inadeguato e senza futuro. Come commenta questa presa di posizione?

La collaborazione con il professor Preparata ha fornito una limpida dimostrazione che la confluenza di culture, visioni e competenze diverse è la chiave per raggiungere traguardi che altrimenti rimarrebbero preclusi. Il fisico e il biologo devono sforzarsi di comprendere l'uno il linguaggio e le basi di conoscenza dell'altro. Solo il lavoro fianco a fianco, come quello sviluppato insieme al professor Preparata, prima durante la permanenza a Bari e poi proseguito dopo il suo trasferimento a Milano, può portare frutti importanti. Incidentalmente, dopo il mio trasferimento presso l'Università di Milano, nel 1998, ho avuto modo di frequentare con maggiore assiduità il professor Preparata per discutere degli sviluppi del modello evolutivo.

Nello stesso libro Preparata critica l'equazione forma = funzione che secondo lui caratterizza la biologia molecolare. In che modo si è sviluppato il confronto tra lei, di formazione biologo, e Preparata, fisico teorico?

La risoluzione della struttura della doppia elica del DNA nel 1953 pareva risolvere in modo definitivo la relazione tra struttura e funzione, con l'enunciato del cosiddetto dogma centrale della Biologia Molecolare: DNA --> RNA --> Proteina. L'incredibile progresso delle conoscenze nel campo della Biologia Molecolare e Cellulare ha progressivamente attenuato le precedenti certezze. Il quadro è molto più complesso di come si poteva immaginare e mancano ancora molte tessere del puzzle per ottenere un quadro fedele della realtà. Quello che è certo è che i processi biologici possono essere compresi solo nel quadro della System Biology, per cui le proprietà e le relazioni tra le componenti elementari della cellula e dell'organismo non possono essere descritte in modo deterministico. In questo, la critica del professor Preparata non è senza fondamento.

Preparata stesso si definisce nella sua autobiografia scientifica uno scienziato eretico, polemista e controcorrente. Qual'è il suo ricordo di lui?

Il professor Preparata mal sopportava l'accettazione acritica dello stato dell'arte e tendeva a rivoltare il calzino sempre e comunque. Forse non si rendeva completamente conto di quanto fosse in avanti rispetto all'establishment e, per la verità, non aveva la pazienza e la perseveranza di argomentare le sue posizioni ai colleghi, che per questo tendevano a emarginarlo. Non esitava ad accusare un premio Nobel di essere ancora all'età della pietra e avevo l'impressione che amasse più il dissenso che il consenso. Tuttavia sapeva trasmettere ai più giovani una genuina passione per la conoscenza e la scoperta. Infatti, per quanto fosse polemico e irascibile nei confronti dei colleghi, tanto era gentile, disponibile e aperto con i suoi studenti, che invece lo adoravano. Anche nei miei confronti, che considerava un giovane e promettente apprendista, aveva l'atteggiamento riservato agli studenti.

Grazie.