La biotecnologia è una branca della scienza che combina biologia e tecnologia per dare vita a nuovi prodotti e nuovi processi partendo da cellule ed enzimi.
Le prime tracce. L’essere umano interagisce con i diversi organismi fin dall’antichità. Già in tempi preistorici, infatti, venivano preparate bevande e cibi fermentati come la birra, il vino o il pane, e il latte veniva trasformato in yogurt e formaggio.
A differenza dei tempi moderni, tuttavia, i nostri antenati non erano in grado di intuire quali fossero i meccanismi che consentivano alle materie prime di diventare cibi e bevande, e ancor meno erano consapevoli del fatto che alla base di tutti questi processi ci fossero dei microorganismi.
Alcuni tentativi di spiegare questi fenomeni furono portati avanti a cavallo tra il XVI e il XVII secolo dagli studiosi di alchimia, ma l’unica ipotesi che venne formulata riguardava la presenza di particolari “fermenti” che presentavano delle anomale proprietà trasformanti.
Il padre delle biotecnologie: Louis Pasteur. Il primo studioso a intuire il reale funzionamento di meccanismi quali la fermentazione e la pastorizzazione fu il chimico Louis Pasteur, che si servì dell’accuratezza e del rigore del metodo scientifico per studiare l’inacidimento del vino che avveniva durante la fermentazione del mosto.
Grazie alle sue osservazioni, nel 1871 Pasteur riuscì a identificare e isolare l’agente responsabile della trasformazione del mosto in vino, ovvero un organismo unicellulare chiamato “lievito” e appartenente alla famiglia dei funghi. Pasteur viene oggi ricordato come il padre delle biotecnologie perché le sue scoperte aprirono la strada, nella seconda metà dell’800, a numerose teorie e intuizioni che oggi rappresentano le fondamenta della biotecnologia moderna, come ad esempio le leggi della genetica elaborate da Mendel.
Il primo antibiotico: la penicillina. Un punto di svolta nella storia delle biotecnologie è segnato dalla scoperta della penicillina da parte del microbiologo inglese Alexander Fleming che, nel 1928, verificando lo stato di una sua coltura di batteri, vi trovò della muffa. Questo evento non aveva nulla di straordinario all’apparenza, ma la cosa eccezionale fu il fatto che questa muffa aveva annientato tutti i batteri circostanti. Fleming classificò la muffa come appartenente al genere Penicillium Notatum, e ne dedusse che era in grado di produrre una sostanza ad azione battericida. A questa muffa fu poi dato il nome di penicillina, che diventò anche il primo antibiotico della storia.
Dalla doppia elica del DNA all’ingegneria genetica. Nel 1953, gli studiosi James Watson e Francis Crick riuscirono, dopo più di 80 anni dalla sua scoperta, a identificare la struttura dell’acido desossiribonucleico, ovvero il DNA, la sede del patrimonio genetico di tutti gli esseri viventi.
Grazie alla loro straordinaria intuizione, fu possibile gettare le basi molecolari dell’ereditarietà. Qualche anno dopo, nel 1961, fu scoperto anche l’RNA messaggero (conosciuto anche come mRNA), responsabile del trasferimento delle informazioni genetiche dai geni fino al citoplasma per produrre le proteine richieste dalle funzioni cellulari.
Negli anni Settanta furono inoltre scoperti gli enzimi di restrizione, particolari enzimi capaci di decodificare alcune stringhe di DNA, e venne elaborata la tecnica della clonazione genica, che viene utilizzata per trasferire i geni da un organismo all’altro e che è una branca della cosiddetta ingegneria genetica. Grazie a questa tecnologia, è possibile manipolare le molecole di DNA in vitro provocando un cambiamento diretto e predeterminato nella costituzione genetica degli organismi.
I primi brevetti e il vaccino a mRNA. Nel 1981, la Corte Suprema degli Stati Uniti decise che i microrganismi prodotti dall’ingegneria genetica potessero essere brevettati, e qualche anno dopo, nel 1990, venne lanciato il Progetto Genoma Umano. Questo sforzo internazionale, della durata di 13 anni, ha permesso di determinare, conservare e rendere accessibile a tutta la comunità scientifica la sequenza nucleotidica dei cromosomi umani.
È stato grazie ai progressi ottenuti nel corso degli anni che, nel 2021, per contrastare la pandemia da Covid-19, sono stati sviluppati per la prima volta i vaccini a mRNA. A differenza dei vaccini “tradizionali”, in cui viene utilizzato il virus indebolito o una parte di esso al fine di renderlo innocuo e riconoscibile da parte degli anticorpi, nei vaccini a mRNA viene iniettata una sorta di “istruzione” per produrre una particolare proteina. Questa proteina, chiamata spike, è il mezzo tramite cui il virus si lega alle cellule; le cellule producono quindi in autonomia la proteina estranea, che una volta riconosciuta fa attivare la produzione degli anticorpi.
I vantaggi delle biotecnologie. Grazie ai progressi fatti dalla scienza nel campo delle biotecnologie, è stato possibile migliorare non solo la salute dell’uomo, ma anche quella dell’ambiente che lo circonda. La conoscenza totale del DNA permette di comprendere come funziona l’organismo nei piccoli dettagli, e quindi, potenzialmente, di intervenire nei suoi meccanismi al fine di cambiarli per il meglio.
Sitografia:
http://ebook.scuola.zanichelli.it/sadavabiologia/section-8/storia-della-scienza-5
https://assobiotec.federchimica.it/biotecnologie/storia-delle-biotecnologie