Una vita per la ricerca sulle proteine

"Il tempo è volato", dice Ruedi Aebersold, seduto dietro la scrivania del suo ufficio, e si ha l'impressione che ci sia una punta di malinconia - o di autentico stupore per l'imminenza del suo pensionamento. Il momento arriverà nel gennaio 2020. Il 9 dicembre terrà la sua lezione di commiato.

? il pensionamento di un influente biochimico. ? molto rispettato, le sue pubblicazioni sono state citate decine di migliaia di volte e ha ricevuto numerosi premi e onorificenze durante la sua carriera. Lo testimoniano diversi atti che adornano le pareti del suo ufficio insieme a due opere d'arte astratta di grande formato. "Un quadro rappresenta una famiglia di cinque persone, come la mia, mentre l'altro mi attrae per la sua intensità cromatica", dice Aebersold, aggiungendo con modestia: "Tuttavia, non sono particolarmente appassionato di arte, né sono bravo a dipingere o disegnare".

Per questo può fare scienza, o più precisamente: proteomica. Questo campo della biologia si occupa dell'insieme di tutte le proteine presenti in un organismo. Aebersold è un pioniere in questo campo, ha posto delle pietre miliari e ha avuto un ruolo importante nel fatto che molti ricercatori in tutto il mondo stanno ora lavorando sul proteoma delle cellule o addirittura di interi organismi.

Sempre affascinati dalle proteine

"Ero già interessato alle proteine durante i miei studi", dice Aebersold. Ha studiato biologia cellulare al Biozentrum dell'Università di Basilea e ha scritto la sua tesi di diploma sull'attività dei fattori immunitari. A questa è seguita la tesi di dottorato, in cui ha approfondito l'argomento. Il suo fascino per queste molecole è cresciuto grazie al suo lavoro con le proteine. "Ho continuato a occuparmi di proteine per tutta la mia carriera. Sono diventate un colpo di fortuna per me".

Le proteine sono generalmente molecole complesse. Alla fine degli anni '70 lavorare con loro era complicato e costoso. "Potevamo lavorare solo con pochissime proteine perché per le analisi avevamo bisogno di grandi quantità di ogni proteina in forma altamente purificata", spiega l'ETH. A quel tempo, sarebbe stato più allettante lavorare con il DNA, perché all'epoca si stavano facendo progressi più rapidi e maggiori con il DNA che con le proteine. Tuttavia, il suo supervisore di dottorato, il biochimico Dietmar Braun di Ciba-Geigy, ha continuato la ricerca sulle proteine e ha creato un gruppo corrispondente nell'azienda farmaceutica.

"Ciba-Geigy aveva un forte gruppo di chimica delle proteine, al quale ho potuto unirmi durante la mia tesi di diploma", ricorda Aebersold. Il gruppo disponeva di strutture di laboratorio che non erano disponibili al Biozentrum. "Ho potuto acquisire competenze in questa nicchia che in seguito si sono rivelate molto utili", afferma Aebersold.

Quando era dottorando, aveva un libro che conteneva tutte le sequenze di aminoacidi delle proteine conosciute all'epoca. Il volume era sottile. Aebersold lo conserva ancora oggi. "Questo lavoro mi ha motivato a portare avanti tecniche che avrebbero reso più facile che mai la determinazione delle sequenze di aminoacidi delle proteine".

Immergersi nel caos creativo

Il laboratorio che gli avrebbe permesso di farlo era quello di Lee Hood al Caltech negli Stati Uniti. Questo laboratorio era leader nell'automazione di laboratorio e nello sviluppo di apparecchiature analitiche. C'era un'atmosfera speciale da Hood, ricorda Aebersold: "Era un caos creativo".

Durante questo periodo, Aebersold, insieme a chimici e ingegneri, ha costruito la sua prima macchina per il sequenziamento delle proteine, che ha implementato un complicato processo chimico, la degradazione di Edman, in forma automatizzata.

Dopo aver completato il suo post-dottorato, Ruedi Aebersold e sua moglie si sono trasferiti a Vancouver con i loro tre figli piccoli all'Università della British Columbia, dove negli anni '80 ha potuto creare il suo primo gruppo come professore assistente.

In questo periodo la spettrometria di massa era in rapido sviluppo. Un altro ricercatore, John Fenn, aveva appena inventato la ionizzazione a spruzzo di elettroni. Per la prima volta, molecole grandi e instabili come le proteine potevano essere ionizzate, cioè caricate elettricamente, e trasferite in questa forma al sistema di vuoto di uno spettrometro di massa. In questo modo è stato possibile determinare le masse di queste molecole e persino la loro sequenza di amminoacidi nello spettrometro di massa.

Aebersold acquistò un analizzatore di questo tipo e lo utilizzò per la determinazione delle proteine: furono gettate le basi per il suo ulteriore lavoro. "Per caso, la mia formazione mi ha messo in una buona posizione per generare dati biologicamente rilevanti e non solo dati chimico-analitici", dice.

Un periodo produttivo a Seattle

Ancora una volta è stato Lee Hood a dare nuovo impulso alla carriera dello scienziato svizzero. Hood si era trasferito dalla California a Seattle nel 1992, dove era riuscito a creare un nuovo dipartimento presso l'Università di Washington. Hood doveva reclutare dei professori per il dipartimento e bussò alla porta di Aebersold. Egli accettò l'offerta e si trasferì con la famiglia da Vancouver a Seattle.

Aebersold descrive il suo periodo all'Università di Washington come molto produttivo. Tra le altre cose, sono stati fondati due centri per la genomica e, per la prima volta, uno per la proteomica. C'era uno spirito di ottimismo. Tuttavia, i ricercatori non hanno fatto i progressi sperati, a causa della struttura del dipartimento: i gruppi non potevano più crescere. "La proteomica in particolare è letteralmente esplosa, ma i gruppi non potevano crescere per mancanza di spazio e non era possibile pubblicizzare cattedre aggiuntive", ricorda Aebersold.

Co-fondare un istituto privato

Per sfuggire al vicolo cieco che il percorso universitario rappresentava, nel 2000 lui, Hood e l'immunologo Alan Aderem hanno fondato l'Istituto privato per la biologia dei sistemi a Seattle e hanno dato le dimissioni dai loro incarichi permanenti all'università. "Avevamo un lavoro e delle responsabilità per le nostre famiglie. Abbiamo quindi dovuto valutare se questo passo fosse giustificabile, perché improvvisamente non avevamo più una base finanziaria stabile", dice Aebersold. "Ma il rischio era calcolabile" e ha dato i suoi frutti.

I ricercatori hanno beneficiato del fatto che la politica dell'epoca era favorevole alla scienza e alla ricerca. L'allora presidente Bill Clinton raddoppiò il budget del National Institutes of Health. Ciò permise ad Aebersold e ai suoi colleghi di raccogliere fondi sufficienti per finanziare il funzionamento del loro nuovo istituto.

Preparare la strada per la proteomica all'ETH

Aebersold elogia anche il modello di finanziamento dell'ETH. Poiché i professori dispongono di sufficienti fondi di ricerca gratuiti e a lungo termine, possono perseguire nuove idee o osservazioni insolite. L'ETH permette ai suoi professori di condurre ricerche "rischiose", perché non devono temere di ricevere meno o nessun altro finanziamento in caso di fallimento. La situazione è diversa negli Stati Uniti. Lì, spesso la ricerca viene portata avanti solo se gli scienziati sono certi che funzionerà, in modo da finanziare continuamente i progetti di follow-up. "In questo modo, la ricerca non fa quasi nessun progresso di principio", dice Aebersold. Molte scoperte fondamentali derivano da osservazioni insolite. "All'ETH abbiamo il privilegio di poter perseguire questi obiettivi".

Tra i punti salienti del suo soggiorno in Svizzera, elenca qualcosa che i non addetti ai lavori potrebbero non aspettarsi: "Systems X.ch", l'iniziativa interuniversitaria della Confederazione Svizzera per la biologia dei sistemi, che Aebersold ha contribuito a creare. Inizialmente si trattava di una piccola rete di università di Basilea, Zurigo e ETH di Zurigo, ma il programma è stato poi ampliato per includere istituti di ricerca in tutta la Svizzera. "Con questo programma abbiamo raggiunto oltre 2.000 ricercatori che hanno ottenuto risultati molto interessanti con un impatto superiore alla media", riassume Aebersold.