Nobel per la chimica 2022: qual è l'impatto per la comunità scientifica?

Quanto è rilevante vincere un Nobel per la comunità scientifica? Ma soprattutto, di cosa parla il Premio per la chimica di quest'anno?

Nobel per la chimica 2022: qual è l'impatto per la comunità scientifica?
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Lo scorso 5 ottobre è stato conferito il premio Nobel per la chimica a Carolyn R. Bertozzi, Morten Meldal e K. Barry Sharpless "per lo sviluppo della click chemistry e della chimica bioortogonale".
Una serie impegnativa di parole, soprattutto per i più digiuni: ma cosa significano i termini click chemistry e chimica bioortogonale? E quale impatto provoca un premio Nobel all'interno della comunità scientifica?
Per ora, possiamo solo affermare che i vincitori di quest'anno potrebbero rivoluzionare il modo di fare chimica.

Partiamo dall'inizio

Il premio Nobel per la chimica arriva dal testamento di Alfred Nobel del 1895 ed è stato assegnato per la prima volta nel 1901, come gli altri premi istituiti da Nobel stesso. Il riconoscimento è gestito dalla Fondazione Nobel e viene assegnato dall'Accademia reale svedese delle scienze su proposta di un comitato composto da cinque membri.

Il premio viene consegnato durante l'annuale cerimonia che si tiene a Stoccolma il 10 dicembre, anniversario della morte di Nobel.
Il premio, che non è stato assegnato in otto occasioni (1916, 1917, 1919, 1924, 1933, 1940, 1941 e 1942), consiste in una somma di denaro (dieci milioni di corone svedesi quest'anno, più di un milione di euro), un diploma personalizzato per ogni vincitore e una medaglia d'oro recante l'effigie di Alfred Nobel.
Il comitato che sceglie i professionisti da premiare è composto da professionisti del settore che devono rispondere a precisi requisiti secondo il regolamento ufficiale della Fondazione Nobel: devono far parte della Royal Swedish Academy of Sciences, devono avere una laurea in ambito chimico o fisico, devono essere professori ordinari presso università riconosciute dall'accademia delle scienze svedese, possono essere ex-premi Nobel e possono essere di qualsiasi nazionalità.

La Royal Swedish Academy invita singolarmente gli scienziati che possono far parte della commissione a proporsi: l'unica regola rimane non poter nominare sé stessi per il Premio.

Il comitato che ha scelto il premio Nobel quest'anno era formato dai seguenti professionisti in ambito chimico:
Claes Gustafsson (Professore in biochimica medica), Peter Somfai (Professore in chimica organica), Peter Brzezinski (Segretario, Professore in biochimica), Olof Ramström (Professore in chimica), Johan Aqvist (Presidente, Professore in chimica teorica) e Heiner Linke (Professore in nanofisica).
A questo punto, bisogna procedere con le candidature e la scelta del lavoro che merita il premio nell'anno corrente - sì, le famose candidature esistono, ma probabilmente sono molto diverse da come ve le immaginate!

Le tempistiche del Premio Nobel

A settembre, il comitato inoltra le nomine (in via totalmente confidenziale) ai possibili candidati al premio, in base ai loro lavori di ricerca (circa 3.000 nomine vengono emesse ogni anno, queste possono avvenire solo su invito diretto della commissione), con scadenza al 31 gennaio.

Dopodiché vengono valutati i lavori e i nomi proposti e vengono scelti della commissione circa 200/300 candidati. Da marzo fino a fine maggio vengono fatte delle consultazioni con esperti del settore per valutare i vari lavori di ricerca dei candidati.
Da giugno ad agosto vengono redatti dei report completi sui candidati più promettenti a ricevere il premio. Questi report, poi, vengono firmati da tutti i membri della commissione (a questo punto dovrebbero essere rimasti circa una cinquantina scienziati idonei a ricevere il premio). A settembre la commissione si riunisce per effettuare un lavoro intensivo di scrematura degli ultimi nomi tramite due incontri ufficiali. Ad ottobre, infine, vengono resi pubblici i nomi di coloro che hanno vinto il premio Nobel.

I candidati al Premio Nobel sono di dominio pubblico?

I candidati non vengono resi pubblici se non dopo cinquanta anni dalla nomina: ad oggi, sono presenti sul sito della Fondazione Nobel i candidati per la chimica solo fino al 1970.
Per almeno cinquanta anni viene richiesta la segretezza totale su chi abbia proposto quale candidato. Questo viene fatto per diversi motivi, tra cui quello di evitare conflitti di interesse all'interno della comunità scientifica e garantire l'anonimato delle candidature da parte della commissione.

L'impatto del Premio Nobel sulla comunità scientifica

Il reale impatto del premio dipende, ovviamente, dalla tipologia di lavoro premiato, dal momento storico e da tanti altri fattori.
Bisogna considerare che il Premio di per sé non ha lo scopo di valorizzare un unico lavoro di ricerca sopra tutti gli altri in ambito scientifico. La comunità scientifica, e la ricerca in particolare, si basa su collaborazione e libera circolazione di informazioni, mentre il progresso delle scoperte scientifiche si basa sul conoscere il più possibile i lavori di altri scienziati che lavorano nello stesso settore.

Quindi, all'interno della comunità scientifica il Premio Nobel rappresenta sicuramente un riconoscimento personale e una grande soddisfazione, un merito aggiuntivo per il lavoro svolto ma non di certo una novità. Il Premio ha lo scopo di sovvenzionare, con il compenso in denaro, ulteriori studi e ricerche ma non di rendere più noto il lavoro ad altri scienziati (che facendo parte del mondo della ricerca probabilmente lo conoscono già molto bene).

L'importanza del Premio Nobel è stata messa in discussione diverse volte da quando è stato istituito, alcuni scienziati si sono espressi duramente anche in merito ai metodi di selezione e a ciò che influenza la scelta dei candidati, tra cui un elemento che si chiama Impact Factor (IF).

Tra i più famosi "detrattori" c'è il Premio Nobel per la medicina Randy Schekman che, nel 2013, aveva sollevato delle questioni relative al Premio ed in particolare all'importanza delle pubblicazioni sulle riviste di settore. Egli, infatti, sosteneva che fosse più importante rivalutare i metodi in cui venivano assegnati i punteggi dell'Impact Factor alle riviste in cui vengono pubblicati i lavori di ricerca della comunità scientifica, piuttosto che rivalutare i metodi di assegnazione del Premio Nobel. Sono, infatti, le riviste ad occuparsi di pubblicare e trasmettere con più o meno visibilità il lavoro degli scienziati a livello mondiale. L'impact Factor è l'indice con cui una rivista scientifica viene valutata agli occhi della comunità scientifica come più o meno affidabile, quindi lo stesso articolo di ricerca su due riviste con diverso IF avrà un impatto completamente diverso sulla comunità scientifica.

Quindi, in conclusione, il Premio Nobel ha probabilmente più valenza agli occhi del mondo esterno alla comunità scientifica piuttosto che al suo interno.

Barry Sharpless

Lo scorso 5 ottobre è stato conferito il premio Nobel per la chimica a Carolyn R. Bertozzi, Morten Meldal e K. Barry Sharpless "per lo sviluppo della click chemistry e della chimica bioortogonale".
Il chimico americano Barry Sharpless era già noto agli onori della cronaca e al mondo degli studenti universitari per il suo precedente premio Nobel, ottenuto nel 2001, per l'invenzione della reazione che prende il suo nome: "L'epossidazione di Sharpless".

Egli è il secondo chimico dopo Frederick Sanger (Vincitore nel 1958 e 1980 per il sequenziamento dell'insulina e dell'RNA) nella storia del Nobel a vincere due premi. Nel 2001 la sua ricerca sulle reazioni enantioselettive lo portano a vincere il primo Nobel per la chimica, l'epossidazione di Sharpless è eccezionale, funzionale, selettiva, semplice. Tutti gli studenti di chimica del mondo la trovano all'interno del primo esame di chimica organica in men che non si dica. Dopo la premiazione, Sharpless rilasciò le solite interviste di rito e ad un giornalista che gli chiede come utilizzerà i fondi del Premio (ben mezzo milione di dollari) rispose: "Beh penso che li useremo per il nostro ultimo nuovo progetto, è davvero costoso lo sa?!". I giornalisti non compresero l'importanza della visione che aveva quest'uomo sul momento e la comunità scientifica era scettica, ma dopo appena 21 anni ecco che verrà nuovamente premiato per questa sua visione: la click chemistry.

Morten Meldal

Il Chimico danese Morten Meldal è un ingegnere chimico specializzatosi successivamente nella chimica organica ed in particolare nella sintesi di peptidi (piccole proteine). Da anni è noto all'interno della comunità scientifica per la ricerca di nuovi metodi per sintetizzare molecole complesse in modi più semplici, la tecnica è quella della mix-split libraries.
La visione di Meldal e Sharpless è simile, entrambi puntano ad una nuova idea di sintesi e, anziché rincorrere grosse molecole con strutture altamente complesse, cercano un modo di sintetizzare in modo semplice piccoli pezzetti da unire insieme in un secondo momento: il concetto assomiglia a quello dei lego, costruire i mattoncini per poi unirli con un click.

La nascita della Click chemistry, quindi, si basa su questa semplificazione. Entrambi, in modo indipendente, iniziano a studiare delle reazioni diverse da quelle classiche, ad esempio scelgono il solvente acquoso anziché i soliti solventi organici, scelgono di concentrarsi sulla selettività (tema già affrontato da Sharpless con il suo primo Premio) piuttosto che sulla purificazione successiva dei prodotti di reazione e, soprattutto, cercano di concentrarsi sulla funzione delle molecole senza cercare di riproporre le strutture altamente complesse della natura.

In poche parole: molecole più piccole, più veloci da sintetizzare (uno massimo due passaggi), più semplici, più pulite e con molti gruppi funzionali per interagire in modo versatile con altre molecole.
Questa visione è abbastanza distante dalla sintesi organica classica che invece si basa su lunghi processi di sintesi (a volte si parla anche di 20 passaggi), intervallati da purificazioni costanti per eliminare i prodotti indesiderati, fino ad ottenere una singola macromolecola simile a quelle già note ma modificata in piccole parti per vedere come varia il suo funzionamento rispetto alle precedenti.

Meldal nel 2002 riprende una vecchia reazione, la cicloaddizione di Huisgen tra una azide e un alchino (1961) e decide di modificarla per renderla più efficiente e selettiva, la stessa cosa decide di fare Sharpless in modo totalmente indipendente ed entrambi arrivano ad una modifica che risponde alla loro visione: cicloaddizione di Huisgen catalizzata da rame, anche chiamata CuAAC. La modifica (che in chimica prende il nome di ottimizzazione) di questa reazione permette ad entrambi di avere una prova tangibile che la loro nuova filosofia di sintesi funziona, bisogna solo trovare i modi giusti. I risvolti pratici non tardano ad arrivare e la nuova reazione viene utilizzata per la sintesi di nuove catene polimeriche e per nuovi processi industriali.

Carolyn Bertozzi

Pochi anni dopo arriva Carolyn Bertozzi, Chimica statunitense specializzata nell'ambito della biochimica e delle biotecnologie, a lei si deve l'invenzione del termine "chimica bioortogonale".
Già nota per le sue ricerche sul cancro e per la fondazione di nuove start-up biotecnologiche, da anni la Dottoressa Bertozzi si occupa di trovare modi per marcare (ovvero rendere riconoscibili attaccando un'etichetta) le molecole biologicamente attive senza alterare la loro funzione all'interno degli organismi.

Una scommessa quasi impossibile, considerando che ogni modifica strutturale di una molecola biologicamente attiva porta inevitabilmente a una variazione dell'attività. Tuttavia, Bertozzi non si è mai arresa e, venendo a conoscenza del lavoro di Sharpless e di Meldal, il passo fu immediato: si accorse che la click chemistry era la candidata perfetta per attaccare i marcatori sulle molecole biologicamente attive senza modificarle.
La collaborazione è, dunque, iniziata ed è stata prontamente coronata dal Premio Nobel per aver già ottenuto alcuni risultati che potrebbero modificare il futuro della biochimica e delle biotecnologie.

La Dottoressa Bertozzi, intervistata da American Science ha dichiarato: "sono assolutamente sotto shock, penso di non aver ancora realizzato, ma sta diventando sempre più reale ogni minuto che passa". La Dottoressa Bertozzi è l'ottava donna nella storia ad aver vinto il Premio Nobel per la chimica ed è l'unica donna premiata quest'anno nell'ambito dei premi scientifici. Speriamo che insieme al progresso scientifico anche questo possa cambiare e che vi siano più donne premiate nel futuro.

In conclusione, il Premio Nobel 2022 per la chimica si è rivelato una bella scommessa per il futuro, è stata premiata una nuova filosofia scientifica che sta già vedendo dei risvolti pratici importanti, una visione nata da un precedente Nobel grazie ai fondi messi a disposizione e che ha potuto vedere la luce grazie a tre scienziati eccezionali. Ovviamente, tutta la comunità scientifica festeggia insieme a loro, mentre noi vi diamo appuntamento all'anno prossimo!