Roger D. Kornberg: biochimico e Nobel 2006 per la trascrizione eucariotica
Roger D. Kornberg, biochimico e Nobel 2006 per la trascrizione eucariotica: scoperta chiave DNA→RNA, carriera a Stanford e eredità scientifica familiare.
Roger David Kornberg (nato il (1947-04-24)24 aprile 1947) è un biochimico americano e premio Nobel. Kornberg ha ricevuto il premio Nobel per la chimica nel 2006 per aver studiato la trascrizione eucariotica (la copia di informazioni dal DNA all'RNA), rivelando i meccanismi molecolari e strutturali che regolano l'espressione genica nelle cellule eucariotiche.
Kornberg è professore di biologia strutturale alla Stanford University School of Medicine. Suo padre, Arthur Kornberg, è stato anche lui professore all'Università di Stanford, e ha ottenuto il premio Nobel in fisiologia o medicina nel 1959.
Formazione e carriera
Durante la sua carriera Kornberg ha concentrato la ricerca sull'identificazione e la caratterizzazione delle macchine molecolari coinvolte nella trascrizione genica. Ha impiegato tecniche di biochimica, microscopia elettronica e cristallografia a raggi X per ricostruire la struttura e il funzionamento dei complessi proteici che sintetizzano l'RNA a partire dal DNA. La sua attività di ricerca si è svolta prevalentemente presso la Stanford University School of Medicine, dove ha guidato un gruppo di laboratorio dedito allo studio della regolazione trascrizionale.
Contributi scientifici principali
- Meccanismo della RNA polimerasi II: Kornberg ha determinato la struttura e il funzionamento dell'RNA polimerasi II, l'enzima centrale della trascrizione eucariotica, chiarendo come l'enzima legge il DNA e sintetizza l'RNA.
- Complessi di trascrizione e cofattori: Ha identificato e caratterizzato complessi proteici ausiliari che modulano l'attività della polimerasi, tra cui il cosiddetto complesso “mediator”, fondamentale per trasmettere segnali dei fattori di regolazione ai macchinari trascrizionali.
- Ruolo della cromatina e dei nucleosomi: I lavori di Kornberg hanno contribuito a spiegare come la struttura della cromatina e la presenza dei nucleosomi influenzino l'accessibilità del DNA e la regolazione dei geni.
- Approcci strutturali e dinamici: Ha sviluppato e applicato metodi sperimentali avanzati (cristallografia, microscopia elettronica e ricostruzioni molecolari) per visualizzare complessi proteici in azione e ottenere una descrizione dettagliata dei processi trascrizionali a livello atomico.
Impatto e riconoscimenti
Il lavoro di Kornberg ha fornito una base molecolare per comprendere come i geni vengono attivati o repressi nelle cellule eucariotiche, con implicazioni dirette per la biologia dello sviluppo, la genetica medica e la ricerca sul cancro. Per queste scoperte ha ricevuto il premio Nobel per la chimica nel 2006. Oltre al Nobel, il suo contributo è stato riconosciuto con numerosi altri premi, incarichi accademici e inviti a collaborazioni internazionali.
Kornberg è noto anche per la formazione di giovani ricercatori e per l'influenza duratura che le sue idee e metodologie hanno avuto sul campo della biologia molecolare e strutturale.
Prima vita
Kornberg è nato a St. Louis, Missouri, da una famiglia ebrea. Era il primo di tre figli nati da Arthur Kornberg e sua moglie Sylvy. I genitori lavoravano insieme come biochimici. Roger Kornberg ha conseguito la sua laurea all'Università di Harvard nel 1967 e il suo dottorato all'Università di Stanford nel 1972. Divenne poi ricercatore presso il Laboratorio di Biologia Molecolare dell'Università di Cambridge, in Inghilterra.
Studi importanti
Tutta l'ereditarietà è controllata dai geni. Affinché le cellule utilizzino le informazioni contenute nei geni, deve essere fatta una copia di una parte del gene. La copia è chiamata trascrizione. La trascrizione crea una copia di RNA di una parte del DNA. L'RNA viene spostato fuori dal nucleo della cellula, ai ribosomi, dove fa il suo lavoro. Questo è chiamato RNA messaggero e fornisce la sequenza di aminoacidi per la produzione di proteine. Questo secondo processo è chiamato traduzione. Funziona in tutti gli eucarioti, comprese tutte le piante e gli animali.
Kornberg ha lavorato con Aaron Klug e Francis Crick al MRC negli anni '70. Ha scoperto il nucleosoma, una struttura proteica molto importante nei cromosomi. I nucleosomi formano le unità ripetitive di base della cromatina eucariotica. Questo impacchetta i grandi genomi eucarioti nel nucleo e ne permette il controllo.
Kornberg ha fatto la scoperta che i segnali all'RNA sono fatti da un complesso di proteine che hanno chiamato mediatore. Il comitato del premio Nobel ha detto: "la grande complessità degli organismi eucarioti è resa possibile dalla fine interazione tra sostanze specifiche del tessuto, enhancer nel DNA e mediatore. La scoperta del mediatore è quindi una vera pietra miliare nella comprensione del processo di trascrizione".
Dopo un lungo sforzo, Kornberg è stato in grado di utilizzare la cristallografia a raggi X per scattare foto 3D di molecole di RNA, lipidi e proteine. Con questi studi, Kornberg ha creato un quadro di come funziona il DNA. Il comitato del premio Nobel ha detto: "l'aspetto veramente rivoluzionario dell'immagine che Kornberg ha creato è che cattura il processo di trascrizione in pieno flusso. Quello che vediamo è un filamento di RNA in costruzione, e quindi le posizioni esatte del DNA, della polimerasi e dell'RNA durante questo processo".
Nel 1959, il padre di Roger Kornberg, Arthur Kornberg, ha ricevuto il premio Nobel per la fisiologia o la medicina per gli studi su come l'informazione genetica si sposta da una molecola di DNA all'altra. Questo è chiamato replicazione del DNA. Arthur Kornberg trovò il primo enzima che poteva creare il DNA. Questo fu il primo enzima conosciuto a prendere le sue istruzioni da una copia di DNA. Il fratello minore di Roger Kornberg, Thomas Bill Kornberg, ha scoperto le DNA polimerasi II e III nel 1970 e ora è un genetista all'Università della California, San Francisco. Tutti e tre i Kornberg hanno lavorato per capire come le informazioni genetiche vengono utilizzate nelle cellule. Arthur e Roger Kornberg sono il sesto padre e figlio a vincere il premio Nobel.
Premi
Il professor Kornberg ha ricevuto questi premi:
- 1997: Premio Harvey del Technion - Istituto Israeliano di Tecnologia
- 2002: Premio ASBMB-Merck
- 2002: Premio Pasarow nella ricerca sul cancro
- 2002: Le Grand Prix Charles-Leopold Mayer
- 2005: Premio Alfred P. Sloan Jr. della General Motors Cancer Research Foundation. Prize
- 2006: Premio Nobel per la Chimica
- 2006: Premio Louisa Gross Horwitz della Columbia University
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