Svizzera

Walter Gehring

Premio Balzan 2002 per la biologia dello sviluppo

Per i suoi contributi fondamentali alla scoperta di un principio universale alla base della architettura corporea e dello sviluppo dell'occhio nei metazoi.

Walter Gehring (*1939 – †2014) è uno dei pionieri nel campo della biologia molecolare dello sviluppo. La sua scoperta dell’Omeobox ha aperto nuove vie di ricerca gettando luce su un problema da lungo tempo presente in embriologia: com’è il piano architettonico di sviluppo del corpo negli organismi pluricellulari nel corso dell’embriogenesi?
Gehring si è formato a Zurigo con il genetista svizzero Ernst Hadorn e l’organismo sul quale ha effettuato le sue ricerche è la Drosofila. Ancora studente, mentre si preparava al dottorato, ha scoperto un nuovo mutante che ha chiamato Antennapedia, in cui si sono sviluppate delle zampette al posto delle antenne. Nei successivi trent’anni questo mutante è stato al centro dei suoi interessi scientifici. Sono stati scoperti anche altri geni le cui mutazioni producono trasformazioni di una parte del corpo in un’altra. Tali mutazioni, dette omeotiche, sono state analizzate negli Stati Uniti d’America da Edward Lewis con i metodi della genetica classica. Quando i metodi della tecnologia genetica si sono resi disponibili, Gehring ha clonato il gene dell’Antennapedia. Parecchi altri geni omeotici sono stati in seguito clonati in diversi laboratori, incluso quello di Walter Gehring. E’ allora che questo straordinario ricercatore ha scoperto che tutti i geni omeotici hanno in comune una sequenza di 180 nucleotidi a cui ha dato il nome di Omeobox. Le stesse osservazioni sono state effettuate, indipendentemente, dal gruppo di Matthew Scott negli Stati Uniti d’America.
Insieme a Eddy De Robertis è stato il primo a dimostrare che i geni con sequenza Omeobox si sono conservati nel corso dell’evoluzione presso i metazoi Bilateria, dove giocano un ruolo cruciale nell’architettura corporea. Successivamente, insieme a Kurt Wüthrich, Walter Gehring ha stabilito la struttura tridimensionale del dominio proteico codificato dall’Omeobox, l’Omeodominio.

Ha dimostrato che l’Omeodominio si lega a sequenze specifiche di DNA e agisce quale fattore di trascrizione che regola l’attività di altri geni. In base a questo principio, i geni contenenti Omeobox sono chiamati geni regolatori dello sviluppo.
Walter Gehring ha fatto una seconda scoperta di fondamentale importanza in biologia dello sviluppo dimostrando che il gene Pax6 (contenente una sequenza Omeobox) è indispensabile allo sviluppo dell’occhio. Questo gene è necessario per la messa in atto delle reti geniche coinvolte nella costruzione del sistema visivo in tutti gli animali, compresi gli esseri umani.
I mutanti con perdita di funzionalità di Pax6 o dei suoi omologhi (Eyeless nella Drosofila, Small eye nel topo, Aniridia nell’uomo) impediscono lo sviluppo dell’occhio fin dalle primissime fasi. L’importanza di Pax6 è stata stabilita nel 1995 da Walter Gehring con un esperimento particolarmente elegante in cui l’espressione ectopica di questo gene nella Drosofila ha prodotto la formazione di un occhio nei posti più impensabili: sulle zampe, sulle ali o sulle antenne del moscerino. Inoltre la conservazione di questo controllo genetico durante tutta l’evoluzione è stata dimostrata dal fatto che i geni di insetti e mammiferi sono intercambiabili.
Questi esperimenti hanno contribuito a far emergere una nuova disciplina, abbreviata “Evo-Devo”, nella quale si incontrano le scienze dell’evoluzione con quelle dello sviluppo. Sono uno spettacolare caso di evoluzione in cui le medesime reti geniche portano all’organizzazione di sistemi visivi che nel regno animale mostrano una straordinaria diversità. Con ciò è riuscito a risolvere un problema da lungo tempo presente in biologia dell’evoluzione.
La portata delle scoperte del Professor Walter Gehring giustifica ampiamente la sua designazione quale vincitore quest’anno del Premio Balzan nel campo della biologia dello sviluppo.