Da ragazzo Altman ama i libri. Gli piace anche scrivere e fare sport, ma la biblioteca resta uno dei suoi luoghi preferiti, e trascorre molto tempo chiuso in camera sua a leggere. "Leggevo tutto quello su cui riuscivo a mettere le mani" : romanzi, libri di sport e saggi scientifici.

Ma all’epoca la biologia non gli interessava: "quello che mi piaceva era la fisica nucleare".

"Mi sembra anche importante ricordare che, negli anni della mia adolescenza, Einstein veniva proposto come un eccellente modello da imitare per un ragazzino che andava bene a scuola. Anche se io aggiunsi al mio Pantheon personale parecchi romanzieri e campioni di baseball e di hockey su ghiaccio.

Un sabato pomeriggio, quando ancora frequenta le superiori – presso la locale West Hill High School – un amico gli propone: "Perché non vieni con me alla McGill? Voglio fare il SAT" (il test attitudinale scolastico indispensabile per la richiesta di iscrizione in qualunque università americana, n.d.r.). Altman aveva sempre pensato che si sarebbe iscritto alla McGill University, ma quel pomeriggio, d’impulso, si sottopone al test insieme al suo amico ed entrambi chiedono di iscriversi al Massachusetts Institute of Technology. Altman risulta ammesso, mentre il suo amico no.

I genitori di Altman devono darsi da fare per mettere insieme i soldi necessari per frequentare il MIT, e lui non è nemmeno sicuro di averne voglia. "Ero determinato a riuscire, ma ero anche determinato a tornare a casa". In famiglia, l’argomento è oggetto di lunghe discussioni. "Ma dopo tre settimane che ero lì", afferma Altman, "sapevo di volerci rimanere". Resta colpito dall’eccellente livello degli altri studenti, e gli piace vivere fuori casa. "Furono quattro anni straordinariamente stimolanti dal punto di vista intellettuale, in mezzo a compagni intelligenti, arroganti e bizzarri, e a insegnanti di grande valore. Lee Grodzins seguì la mia tesi conclusiva in fisica nucleare, offrendomi la sua amicizia e una splendida esperienza di ricerca. Nel corso del mio semestre conclusivo al MIT, mi iscrissi a un breve corso introduttivo di biologia molecolare, per scoprire a cosa fosse dovuto tanto interesse per quella disciplina: sotto la guida di Cyrus Levinthal, presi confidenza con gli acidi nucleici e la genetica molecolare, preparandomi ai successivi incontri con questi argomenti".

Ottenuto il B.Sc. in fisica nel 1960, Altman trascorre due anni come assistente alla Columbia University di New York, "attendendo malinconicamente un’opportunità per lavorare in un laboratorio, e chiedendomi se fosse opportuno proseguire i miei studi di fisica. Otto mesi più tardi, dopo aver lasciato la Columbia, mi trovavo in Colorado dove seguivo un corso estivo di fisica, e al tempo stesso lavoravo, quando decisi di iscrivermi come specializzando a un corso di biofisica. George Gamow, il fisico, mi aveva indirizzato a Leonard Lerman, che si trovava al Medical Center della University of Colorado e stava lavorando sull’interpolazione delle acridine nel DNA. Nell’eccellente dipartimento diretto da Theodore T. Puck, Lerman mi offrì la guida, l’amicizia e l’analisi critica che mi misero in condizione di apprezzare in modo produttivo la biologia molecolare".

Nel 1967 Altman consegue il Ph.D. in biofisica e torna sulla costa orientale, insegnando per un breve periodo alla Vanderbilt University e quindi ottenendo un incarico di ricerca in biologia molecolare presso la Harvard University. "Dopo aver lavorato sugli effetti delle acridine sulla replicazione del DNA del batteriofago T4, entrai nel laboratorio di Mathew Meselson alla Harvard University per studiare un’endonucleasi del DNA coinvolta nella replicazione e nella ricombinazione del DNA del T4".

Nel frattempo Lerman lo presenta a Francis H.S. Crick e Sydney Brenner, e Altman vince una borsa di studio (Anna Fuller Fund for Cancer Research Fellowship) per lavorare in quello che all’epoca è considerato il più prestigioso laboratorio di biologia molecolare del mondo. "Ebbi l’onore di entrare a far parte del gruppo guidato da Sydney Brenner e Francis Crick al Medical Research Council di Cambridge, in Inghilterra. Come ex fisico, mi sentivo come se fossi entrato nell’equivalente del gruppo di Bohr a Copenaghen negli anni ‘20. Scoprii che si trattava di un vero e proprio paradiso accademico".

I primi risultati

Ma non si tratta di un percorso facile. Dopo un anno di lavoro in Inghilterra, Altman è preoccupato: non ha prospettive di impiego e ha poco da mostrare. Siamo nel 1970, in una giornata di giugno insolitamente mite. Al momento questo è probabilmente il miglior posto al mondo per fare ricerca nel settore della genetica, ma ad Altman restano solo due settimane, poi dovrà andarsene. E non ha nessuna idea di dove andrà, o di che cosa farà dopo.

Altman sta lavorando su cellule mutanti in cui c’è un difetto nel funzionamento del tRNA (RNA di trasferimento), una sostanza che fa parte del complesso meccanismo utilizzato dalla cellula per decodificare le istruzioni fornite dal DNA. Prende un sottile strato di gelatina su un piattino di vetro, forse per la millesima volta. Ma questa è una volta speciale: sta tentando un nuovo esperimento, qualcosa che non è mai stato fatto prima. Se solo riuscisse a isolare un tipo particolare di RNA, detto RNA precursore, questo spiegherebbe l’intero procedimento.

Dopo aver messo sulla gelatina qualche goccia della sostanza estratta dalle cellule mutanti, Altman inserisce il piattino in un forte campo elettrico (una tecnica standard per separare i composti chimici, detta elettroforesi: a causa del campo elettrico, le varie sostanze si spostano nella gelatina a diverse velocità). Aspetta qualche ora, poi posa sopra la gelatina una pellicola fotografica: i pochi atomi traccianti radioattivi che si trovano nell’RNA emettono raggi X che lasceranno sulla pellicola caratteristiche striature.

Insieme a un collega porta l’ultimo pezzo di pellicola nella camera oscura, per svilupparlo. Dopo pochi minuti, i due giovani scienziati lo vedono. È solo una macchia bianca sul negativo, ma Altman ha una cosa sola in mente: "Adesso so che riuscirò a trovare un lavoro". Ha realizzato il primo di una lunga serie di esperimenti che alla fine avrebbero portato alla scoperta dell’RNA catalitico.

Altman rimane un altro anno al laboratorio di Crick, e quindi assume l’incarico di docente di biologia alla Yale University. "La scoperta del primo precursore radiochimicamente puro di una molecola di tRNA mi offrì l’opportunità di essere assunto come assistente a Yale nel 1971, in un momento in cui era difficile trovare qualsiasi tipo di lavoro".

La carriera accademica

Commentando la sua nomina, Altman dichiara: "Ho l’ambizione di esaltare la tradizione di chiarezza ed eleganza – sia nel linguaggio scritto che parlato – caratteristica della comunità di Yale. Ritengo anche essenziale che tutti i nostri studenti e professori riconoscano e apprezzino il ruolo della scienza in un’educazione liberale, e quanto oggi essa sia importante per la nostra vita sia pubblica che privata".

Ma non si tratta solo di dichiarazioni: durante la sua presidenza Altman introduce a Yale numerosi miglioramenti tesi ad aumentare il livello di alfabetizzazione scientifica delle matricole. In tutti i college residenziali vengono istituiti dei "science tutors" per aiutare gli studenti a comprendere concetti nuovi e a risolvere problemi in campo scientifico e tecnologico. Dal 1989 a tutti gli studenti che si laureano a Yale è inoltre richiesto, indipendentemente dall’indirizzo di studi scelto, di seguire almeno tre corsi di scienza o ingegneria, almeno due dei quali nel campo delle scienze naturali. Prima dell’introduzione di questo provvedimento il 12 per cento degli studenti di Yale non seguiva nessun corso di scienze naturali, e un ulteriore 23 per cento ne seguiva uno solo, visto che il curriculum considerava sufficienti i corsi di matematica, informatica e statistica.

"Il primo luglio 1989 tornai a dedicarmi a tempo pieno all’insegnamento". E come docente di biologia, Altman ha avuto l’opportunità di spaziare dalle matricole fino agli ultimi anni della specializzazione. Ma i corsi che ricorda con più piacere sono quelli di introduzione alla biologia per gli studenti del primo anno, i quali "arrivano pieni dell’entusiasmo giovanile per la conoscenza e sono molto più reattivi a quanto un insegnante può loro offrire".

Per Altman il 1989 è una buona annata: prima gli arriva la telefonata del Presidente della Yale University, Benno Schmidt Jr., con la notizia che gli è stato assegnato il prestigioso incarico di Sterling Professor of Biology. Poi, la telefonata dell’Accademia Reale delle Scienze di Svezia che gli comunica che lui e il suo collega Thomas Cech della University of Colorado di Boulder hanno vinto il Premio Nobel per la Chimica.

"Ho molto apprezzato il riconoscimento", ha detto Altman, "perché spesso non si è profeti in patria". E lui ne sa qualcosa, visto che le ricerche premiate con il Nobel solo dieci anni prima erano considerate talmente eretiche che le riviste scientifiche si rifiutavano di pubblicarle e gli erano stati sospesi i finanziamenti federali, mentre molti colleghi lo definivano pazzo.

La scoperta "delle proprietà catalitiche dell’RNA" giunge come un fulmine a ciel sereno per l’intera comunità scientifica: fino a quel momento, il dogma centrale delle bioscienze prevedeva che gli acidi nucleici (RNA e DNA) avessero come unico compito quello di trasmettere l’informazione ereditaria, e che le proteine fossero le sole molecole responsabili di tutte le reazioni chimiche necessarie al funzionamento delle cellule che compongono qualsiasi organismo vivente.

Molte reazioni chimiche non possono avvenire senza un catalizzatore, una sostanza che facilita la reazione senza essere modificata o consumata. Praticamente tutte le reazioni chimiche che avvengono all’interno delle cellule viventi hanno bisogno di biocatalizzatori, detti enzimi. Per esempio nella saliva c’è un enzima che converte l’amido in glucosio, nel fegato un altro che consente la trasformazione dell’alcool, e nelle piante enzimi che le mettono in condizione di convertire in zucchero e amido l’anidride carbonica presente nell’atmosfera.

Con la loro capacità di aumentare di diversi milioni di volte il tasso di reazione gli enzimi sono biocatalizzatori assolutamente indispensabili: senza di loro la vita non potrebbe letteralmente esistere.

Fino alla scoperta di Altman e Cech, si riteneva che tutti gli enzimi fossero proteine, grandi molecole composte a partire da un repertorio di venti amminoacidi. Normalmente una proteina è composta da una stringa di varie centinaia di amminoacidi, e tutta la varietà di funzioni mediate da queste macromolecole risulta da diverse combinazioni dei venti amminoacidi di base, a loro volta determinati dai messaggi genetici delle molecole di DNA.

Le molecole di DNA sono situate nei cromosomi, e ciascuna di esse consiste di due lunghi filamenti che compongono la ben nota doppia elica. L’informazione genetica contenuta in ciascun filamento è organizzata come una lunga frase composta di parole di tre lettere (a partire dalle quattro "lettere molecolari" dell’eredità: A, T, C e G), ciascuna delle quali corrisponde a uno dei venti amminoacidi fondamentali.

Ciò significa che l’informazione genetica passa dal DNA alle proteine, le quali a loro volta provvedono la cornice strutturale alle cellule viventi e attribuiscono loro le diverse funzioni all’interno dell’organismo. Tuttavia, questo passaggio di informazioni non può avvenire se il codice del DNA non viene trascritto nel codice di un altro tipo di acido nucleico, l’RNA, acido ribonucleico.

Questa relazione fra gli acidi nucleici (le molecole dell’eredità) e le proteine (le molecole della struttura e funzione) è stata definita il dogma centrale delle bioscienze, secondo il quale l’unico compito dell’RNA è quello di trasferire le informazioni genetiche.

Il comunicato stampa diffuso dall’Accademia Reale delle Scienze svedese per annunciare il Premio Nobel per la Chimica 1989 riassume così la scoeprta destinata a rivoluzionare questo dogma: "Nel corso degli anni ’70 sia Altman che Cech, indipendentemente, studiano come il codice genetico del DNA venga trascritto nell’RNA. Questo processo richiede, oltre alla trascrizione vera e propria, un ‘taglia’ e ‘incolla’ delle molecole di RNA. Il motivo è che i filamenti di DNA contengono delle zone che non sono indispensabili per la costruzione delle proteine, e anche le informazioni in eccesso vengono trascritte nelle molecole di RNA. Prima che l’RNA possa venir utilizzato dalla cellula, questi segmenti di acido nucleico in eccesso devono venir rimossi e quelli utili ricomposti. Come tutte le reazioni chimiche all’interno della cellula, questo processo richiede degli enzimi. È proprio nel tentativo di identificare le proteine enzimatiche responsabili di queste reazioni che Altman e Cech fanno la loro sorprendente scoperta: gli enzimi non erano proteine ma acidi nucleici!

Nel 1978 Altman stava studiando un enzima per il cutting dell’RNA del batterio Escherichia coli. Questo enzima, definito RNAasi P dai biochimici, è composto di una proteina e di una molecola di RNA. Quando Altman e i suoi collaboratori divisero chimicamente l’RNAasi P separando la proteina dall’acido nucleico, l’enzima smise di funzionare. L’attività enzimatica poteva essere ripristinata ricongiungendo i due componenti. Era la prima volta che si dimostrava la necessità di una molecola di RNA per una reazione catalitica. Ad Altman furono necessari altri cinque anni per dimostrare che la molecola di RNA poteva condurre da sola tale attività.

[…] La scoperta dell’RNA catalitico ha alterato il dogma fondamentale delle bioscienze. Inoltre, ha già avuto una profonda influenza sulla nostra comprensione di come sia cominciata – e si sia sviluppata – la vita sulla terra. Sappiamo che il trasferimento dell’informazione genetica dal DNA alle proteine richiede enzimi e altre proteine. Qual è stata quindi la prima molecola vivente, il DNA o una proteina? La scoperta dell’RNA catalitico può aiutare a risolvere questo interrogativo del tipo ‘è nato prima l’uovo o la gallina?’. È molto probabile che quelle di RNA siano state le prime molecole viventi, grazie alla loro capacità di trasmettere l’informazione genetica e contemporaneamente di agire come biocatalizzatori".

La scoperta di Altman è stata definita la più importante degli ultimi quarant’anni per le scienze della vita dopo quella del DNA. E oltre a fornire una spiegazione di come la vita avrebbe potuto cominciare miliardi di anni fa, promette anche numerose e importanti applicazioni terapeutiche.

Le applicazioni terapeutiche

La scoperta di Altman ha infatti aperto un nuovo campo di ricerca che, secondo la Commissione che gli ha assegnato il Premio Nobel, "nel giro di qualche decennio potrebbe consentire di prevenire e curare numerose malattie, fra le quali addirittura il comune raffreddore". Si tratta di un nuovo settore dell’ingegneria gentica, che mira all’annientamento di virus letali e batteri resistenti ai farmaci, così come alla cura di difetti ereditari.

Nel 1997 Altman e i suoi collaboratori sono riusciti per la prima volta a prevenire l’espressione dei geni che rendono i batteri resistenti ai due antibiotici più diffusi – il cloramfenicolo e l’ampicillina – ripristinandone quindi l’efficacia in colture di laboratorio.

"Sebbene il percorso dai nostri esperimenti alla creazione di uno strumento terapeutico vero e proprio possa essere molto lungo e costoso, questo metodo già permette di ripristinare l’efficacia degli antibiotici attualmente più utilizzati, consentendo quindi di evitare l’enorme spesa necessaria per sviluppare nuovi antibiotici". Negli ultimi quindici anni i medici hanno infatti rilevato un notevole aumento di batteri resistenti ai farmaci, che per essere annientati richiedono l’uso di antibiotici più costosi, e spesso accompagnati da effetti collaterali più gravi.

Ulteriori progressi potrebbero consentire di curare in modo più efficace ed economico patologie come la polmonite, la tubercolosi e la meningite, e addirittura di prevenire malattie diffuse come l’influenza e il raffreddore.

"A Yale abbiamo lavorato sugli enzimi per più di venticinque anni, e solo di recente abbiamo individuato delle potenziali ricadute pratiche delle nostre ricerche", dice Altman. "Non si può mai predire se e quando la ricerca fondamentale produrrà delle applicazioni pratiche di rilievo, e questo è il motivo per cui è così importante continuare a sostenerla".

Chi conosce Altman lo descrive come "un carattere modesto, tranquillo, leale". "Ho avuto in dono dalla sorte maestri eccezionali, uomini che sono diventati miei amici e che mi hanno permesso di comprendere tanti aspetti della creatività con le loro facoltà intellettuali, la loro esperienza di scienziati e le loro qualità umane. [...]. La mia vita è stata immensamente arricchita dal mio matrimonio con Ann Korner, nel 1972: mia moglie è per me una collega, una guida e un’amica da tutti i punti di vista. E sia lei che i nostri due meravigliosi figli, Daniel, nato nel 1974, e Leah, nata nel 1977, hanno dato un immenso contributo a tutto quanto ho fatto di positivo".

Un altro aggettivo che ben descrive Altman è senz’altro: "impegnato". E non solo fra le quattro mura del suo laboratorio: si è battuto, assieme ai suoi colleghi della US National Academy of Sciences, per la firma della Chemical Weapons Convention, l’accordo internazionale contro la proliferazione delle armi chimiche.

Come accademico ha promosso numerose iniziative concrete per promuovere l’educazione scientifica a tutti i livelli del sistema scolastico, dalle elementari all’università.

L’impegno di Altman per una corretta informazione all’opinione pubblica è testimoniato dal suo sforzo di considerare sempre il contesto sociale della ricerca e l’impatto dei suoi risultati sulla vita quotidiana. Assieme al riconoscimento del ruolo di tutti i cittadini per un progresso vero e condiviso. Basti citare il fatto che a conclusione della sua conferenza a Stoccolma per il conferimento del Premio Nobel non ha dimenticato di ringraziare "i contribuenti degli Stati Uniti, che attraverso le agenzie dei National Institutes of Health e della National Science Foundation, hanno generosamente supportato il mio lavoro".

Oltre al Premio Nobel, Altman ha ricevuto numerosi altri riconoscimenti prestigiosi, fra i quali il Rosenstiel Award for Basic Biomedical Research e il Merit Award dei National Institutes of Health nel 1989, e lo Yale Science and Engineering Association Award nel 1990.

È membro di numerose associazioni scientifiche, fra le quali l’American Society of Biological Chemists, la Genetics Society of America, la Sigma Xi, la US National Academy of Sciences e la Federation of American Scientists. Fa parte del comitato di redazione delle riviste American Scientist e Cell ed è un conferenziere acclamato dal pubblico e dai colleghi.