L'armonia del DNA

di Giuseppe Sermonti - 17/11/2005

Fonte: airesis.net

Una melodia dal mondo degli archetipi

In natura il “messaggio genetico” genera attraverso catene di aminoacidi un codice che somiglia all’I ching. Lo stesso messaggio processato con un codice musicale, genera catene di note che si sistemano nel pentagramma a produrre suoni. Ma che genere di suoni? Che tipo di musica?

La natura vivente –  ed in specie quella vegetale – offre ai nostri sensi forme armoniose, suoni melodici, profumi delicati. Per oltre un secolo, oppressi dall’idea dell’utilitarismo biologico, siamo stati incapaci di apprezzare queste naturali armonie e bellezze, quasi considerandole pletoriche e ingannevoli. Tutto si doveva misurare in termini funzionali, ed era quasi  nata una preferenza per la bruttezza , che stava a dimostrare la sbrigativa praticità della natura e il suo disinteresse per inutili estetismi. La paura del bello e delle sue implicazioni filosofiche e morali ha concorso alla fuga della ricerca biologica verso l’invisibile, verso le strutture submicroscopiche e la chimica cellulare. Come è stato detto, questa tendenza  ha segnato la “scomparsa dell’organismo”. Il segreto della vita era nella sua chimica, nelle sue reazioni molecolari, nelle sue strutture intime: che importanza avevano forme, suoni e profumi se non come il futile belletto della vita? Nell’ultimo secolo c’è stato un progressivo rimpicciolimento degli oggetti prediletti dai biologi. Abbandonati gli animali e le piante, su cui si era lavorato nel XIX secolo, le ricerche di biologia generale si sono rivolte ai moscerini, poi alle muffe, poi ai batteri e infine al virus. “quando si è compreso il virus – si soleva dire – si è compresa la vita”. “ La vita è tutta nei geni – dicevano altri - ; l’organismo è un prodotto secondario che ha solo la funzione di far riprodurre i geni”. “ Il gene – scrisse Dawkins – è un egoista: si costruisce l’organismo che più gli fa comodo”.

La ricerca del submicroscopio ha rivelato un mondo insospettabile. Nelle profondità invisibili delle cellule viventi non risiede una gelatina, un brodino, una poltiglia tutta impegnata al funzionamento della vita elementare. Esistono invece figure meravigliose, eleganti cristalli, perfette spirali, mirabili geometrie. Il materiale ereditario, il famoso DNA (Acido DesossiriboNucleico) è un nastro avvolto in una regolare e lunghissima elica di misure costanti e perfette. Le officine della sintesi proteica, i ribosomi, formano ordinati cristalli che si aggregano in tetrameri. I virus sono dei meravigliosi poliedri fedeli alle regole dei solidi platonici. L’armonia della natura inizia dalle sue più segrete e minute strutture, inizia nell’invisibile e si rivela nell’eleganza  en nella grazia delle forme visibili. La più straordinaria escursione nella inosservabile armonia della natura e’ stata compiuta anni fa da un ricercatore giapponese operante in California: Susumu Ohno, del Beckman Research Institute of the City of Hope, Duarte. Ohno è riuscito a produrre melodie musicali dalla struttura del DNA (1). Il principio da cui Ohno parte è che la vita è caratterizzata da una moltitudine di ricorrenze,  da ripetizioni di moduli. Nel bruco segmentato, nel fiore contornato di petali, nelle vertebre di un animale superiore, nelle fibre muscolari, nelle palizzate dei tessuti vegetali, tutto è ripetitivo. Il principio della Ricorrenza Ripetitiva governa tutto: “Ieri è un altro oggi, e l’anno prossimo sarà molto simile a quest’anno”.
Anche nella cultura umana la ripetizione, cioè il plagio, fonda la bellezza.
 
 

 Parafrasando Vladimir Nabokov, Ohno dichiara “ Mentre gli ordinari mortali si contentano di imitare gli altri, i geni creativi sono condannati a plagiare se stessi”. Essi inventano raramente più di un modus operandi nella loro vita, e persino la civiltà si è in gran parte fondata sul plagio di un piccolo numero di creazioni.
 
 

«La grande quantità di chiese gotiche può essere vista come un plagio paneuropeo della abbazia di St. Denis o della cattedrale di Sens" (2). Anche la vita si è formata attraverso la ricorrenza di pochi moduli originari.  Questa è un'idea che Ohno sostiene dal 1970, quando pubblicò Evolution by Gene Duplication (Evoluzione per duplicazione di geni). 

Persino i geni si sarebbero formati attraverso la ripetizione di piccolissimi moduli originari sub-genici. poiché la decifrazione musicale del DNA si riferisce al nastro di alcuni geni, basterà fornire un'idea del tipo di scrittura chimica ricavabile dall'analisi di un gene. Si tratta di un messaggio lineare, costituito da quattro soli tipi di “lettere" (i nucleotidi), disposte consecutivamente e senza interruzioni, per qualche centinaia di battute. Le lettere sono simbolizzate con le cifre A, G, T, C. Un particolare gene del topolino (per una immunoglobulina) comincia, per esempio, così: 

CACTCCCAGG TCCAACTGCAG ...  

e prosegue per centinaia di lettere.

La dotazione di ogni cellula animale è di 3,6 miliardi di nucleotidi, in rigoroso allineamento, ma Ohno ha rilevato la sonorità di qualcosa di molto più ridotto, di milionesimi di questa sequenza, corrispondenti, per l'appunto, ai geni.

Attraverso quale codice i geni siano «tradotti" nella cellula è un problema affascinante, che ha occupato i biologi per una decina d'anni dopo il 1960, e che accenneremo soltanto, poiché poco importante per la impresa musicale di Ohno. La «traduzione" di un gene consiste nella generazione, dalla sequenza di nucleotidi, di una sequenza di amminoacidi (ce ne sono venti tipi), che si allineano a formare una catena proteica. Ogni tre nucleotidi adiacenti prescrivono il luogo di un amminoacido nella sequenza nascente. Quattro nucleotidi (A, G, T, C) forma no 64 possibili combinazioni tre a tre. Sono i famosi 64 codoni, di cui è stata trovata perfetta corrispondenza nei 64 segni dell' I-‘ ching. Il codice genetico è un cerchio cosmico perfetto, un magnifico mandala (3). In natura il messaggio genetico genera dunque catene di amminoacidi (proteine) attraverso un codice che somiglia all'I 'ching. Lo stesso messaggio, processato con un codice musicale, genera catene di note che si sistemano nel pentagramma a produrre suoni. Che genere di suoni? Che sorta di musica? Susumu Ohno, con la collaborazione di Marty Jabara, musicista a Los Angeles, o della moglie Midori, ha preparato varie partiture, alcune pubblicate, alcune da dividere con gli amici. Ho avuto modo di ascoltarne alcune. Una era tratta da un gene dell'immunoglobulina del topolino, una da quello della fosforo- glicerochinasi dell'uomo, una da quello di un istone della trota. Il nome dei geni non faccia impressione. Per il traduttore musicale sono solo lunghe processioni di lettere cui insegnare a cantare.

E’ una musica tonale, garbata, caratterizzata dalla ricorrenza di un tema musicale dominante e dalle sue variazioni. Qui ricorda Bach, là è limpidamente chopiniana. Il ritorno del motivo esprime quella ricorrenza Ripetitiva che il DNA dei geni serba nel suo messaggio. La chiave musicale consente di rendere la ripetizione di un modulo chimico un  motivo musicale ritornante, in un ritornello. L'operazione di Ohno e del suo amico musicista è stata piuttosto semplice. Egli ha convertito ognuno dei quattro nucleotidi (A, G, T, C) in due possibili note in chiave di violino: A in do-re, G in mi-fa, T in sol-la, C in si-do concedendosi l'arbitrio di scegliere tra le due per esigenze musicali. L 'accompagnamento, in chiave di basso, è anche affidato al gusto musicale; e così il tempo. Tuttavia il vincolo imposto dal codice genetico rimane forte, e regola la struttura fondamentale del brano. Questo vincolo si gode, ascoltando la Musica del DNA come un segno d’ordine, una disposizione armonica che il DNA serba e la musica trasmette. Tutta la vita è simmetrica, armoniosa, modulata, ma si rimane incantati ad ascoltare la melodia espressa da una struttura chimica sottilissima e invisibile, racchiusa nel cuore più segreto della cellula. Il codice musicale adottato da Ohno è semi-vincolante, poiché i nucleotidi sono meno delle note (4 contro 7). Tuttavia da un a partitura musicale si ritorna ad una ed una sola sequenza nucleotidica. Data la chiave di trasformazione e una serie di note, la sequenza nuclotidica del DNA è generata univocamente. Allora ci si può chiedere: esistono dei geni corrispondenti a sequenze generabili da musica già composta? Da sonate, valzer, mazurche? Ohno ha iniziato la ricerca partendo dal Notturno op. 55 n°1 di Chopin. Per alcune sue caratteristiche strutturali esso si prestava bene. La perlustrazione tra i geni conosciuti è stata lunga, e infine Ohno si è imbattuto, quasi incredulo, in una sequenza genica che rassomigliava straordinariamente alla versione chimica del Notturno. Era un frammento del gene per la Polimerasi II (una proteina) del topolino. Nel Notturno op. 55 n°. 1 di Chopin si incontra un soggetto ricorrente di nove note:  

do-fa-mi-re- do-si-do-re-do 

che si presenta invariato o con varianti.

Il nonamero si traduce nella seguente sequenza di nucleotidi: 

CAACCTCCC 

Questo è un modulo ricorrente nel DNA del gene in esame. Si presenta ripetutamente  nella versione esatta o in leggere modificazioni. Se il gene è trasformato in sequenza musicale, il Notturno di Chopin è continuamente rievocato. Nell’ascoltarlo, al piano, si prova un’intensa commozione, come se la natura rivelasse una melodia chopiniana che da milioni e milioni di anni teneva serbata nel suo cifrario chimico; come se quella melodia, discesa dal mondo degli archetipi, avesse ispirato il moto delle dita del grande polacco su una tastiera incantata, in una notte del secolo scorso.

Come spiegare questa periodicità del DNA?

DNA? Ecco ricomparire l'Ohno genetista con la sua idea dell'Evoluzione per Duplicazione del DNA. Le prime catene di DNA, in un ipotetico "brodo primordiale" pre-biotico, sarebbero state piccole sequenze di 7-10 basi. Queste si sarebbero poi allineate, ripetendosi in serie, in modo da formare strutture modulari. Le susseguenti vicende dell'evoluzione chimica avrebbero poi introdotto variazioni in queste catene monotone, senza tuttavia abolire la fondamentale ripetitività del modulo iniziale. Se la natura ha costruito il suo messaggio genetico (il DNA), mettendo in fila tante frasette eguali e poi lasciandole variare, essa ha prodotto composizioni chimiche del tipo della sonata. Miliardi e miliardi d'anni dopo, un genetista giapponese ha disposto queste notazioni sul pentagramma e ha rivelato musicalmente le armonie primordiali della vita. Il cifrario genetico del DNA attrae l'uomo moderno per la possibilità di intervenire sui geni alterati, di migliorare le razze animali o vegetali, di costruire il ciclopico catasto della nostra eredità. lo Denso che sia sommamente importante l'aver avvertito, in alcune striscioline della magica molecola, interne armonie, decorsi melodici, strutture ricorrenti. Se il cieco accidente avesse costruito le strutture viventi, senza una logica generativa e senza misura, l'esperimento di Ohno non sarebbe riuscito a nessuno; ascoltando dalla strada un pianoforte suonare, avrebbe detto: “È Chopin!”, mentre un pianista stava modulando sulla tastiera la partitura del DNA.
 

Note:

(1) Susumu Ohno & Marty Jabara. Repeats of Base Oligomers (N=3n ± 1 or 2) as Immortal Coding Sequences of the Primeval World: Construction of Coding Sequences is based upon the principle of Musical Composition. Chemica Scripta 1986 26B; 439

(2) Susumu Ohno e Midori Ohno. The All pervasive Principle of Repetitions Recurrence governs Not only Coding Sequence Construction but also Human Endeavor in musical composition. “Immuno-Genetics” 1986, 24: 71-78

(3) Poiché le triplette sono 64 e gli aminoacidi 20, il codice si dice “degenerato”: lo stesso aminoacido corrisponde di regola ora a quattro ora a due triplette simili.