David Goodsell, un biologo strutturale con la passione per l’arte. Le sue opere raffiguranti l’interno di cellule e virus sono realizzate sfruttando tecniche sofisticate, come la microscopia crioelettronica, vincitrice del Nobel per la chimica 2017

C’è chi dipinge fiori o nature morte, ritratti o paesaggi, quadri cubisti e opere astratte. E poi c’è David Goodsell. Di mestiere fa il biologo, ma occasionalmente  depone pipetta e reagenti per impugnare pennello e acquerelli.  È uno dei tanti ricercatori che vuole mostrare la scienza e ci riesce, vestendo i panni dell’artista e calandosi all‘interno di cellule e virus. Sono questi gli insoliti soggetti dei suoi dipinti, eseguiti a mano libera con acquerelli e inchiostro nero.  Ma per vedere dentro le cellule, c’è bisogno di strumenti a risoluzione potentissima. Uno in particolare ha rivoluzionato il suo modo di dipingere: è la microscopia crioelettronica, tecnica premiata con il Nobel per la Chimica 2017.

Tra scienza e arte

Osservando i dipinti di Goodsell, ci si immerge in un mondo di colori e strane forme, che potrebbero ricordare dei quadri astratti. Ma quello che vediamo è reale e per quanto possibile, anche scientificamente accurato. E non potremmo aspettarci di meno da uno come Goodsell, un biologo strutturale che dedica il suo tempo a studiare proprio la struttura delle molecole che formano cellule e patogeni. Un mestiere che ha deciso di coniugare con la sua passione per l’arte e il disegno. Le sue tele rappresentano virus (Zika, Ebola, HIV) e batteri (Escherichia coli); ci trasportano all’interno delle cellule, in un mare di globuli rossi e in mezzo alle sinapsi cerebrali. Tutto condito da un tripudio di colori (inventati, ovviamente) che aiutano anche l’occhio meno esperto a distinguere i compartimenti funzionali.

Una tecnica da Nobel

Pennello, colori, inchiostro, tela… possono bastare per chi dipinge fiori o paesaggi. Ma l’ostacolo più grande per Goodsell è vedere i propri soggetti. Ed ecco che viene fuori lo scienziato: per realizzare i suoi dipinti, ha bisogno di ottenere immagini da microscopi potentissimi e tecniche dai nomi complicati. Una in particolare si chiama microscopia crioelettronica (Cryo-EM). Nel 2017, i suoi scopritori Jacques Dubochet, Joachim Frank e Richard Henderson si sono aggiudicati il premio Nobel per la Chimica: la loro tecnica ha veramente cambiato il nostro modo di osservare le molecole. La risoluzione delle immagini ottenute con la Cryo-EM è in costante aumento: la massima raggiunta è di 2.2 ångström (Å), un’unità di lunghezza che corrisponde alla dieci miliardesima parte di un metro. Un grado di precisione inimmaginabile fino a poco tempo fa. 

A basse temperature

Il segreto sono le basse temperature. Il campione viene rapidamente congelato con un metodo chiamato “vetrificazione”, portando la temperatura fino a 196°C sotto lo zero. La sua struttura si trasforma in una superficie vetrosa e trasparente, permettendo di osservarlo nel suo stato più naturale, senza bisogno di altre manipolazioni. È questa la grande novità rispetto ad altre tecniche, che richiedono un numero di passaggi intermedi di preparazione che possono danneggiare o modificare la struttura della molecola di interesse. Dopo il brusco raffreddamento, un fascio di elettroni attraversa il campione e colpisce uno schermo, formando l’immagine.

Da quando dispone della Cryo-EM, Goodsell realizza immagini ancora più accurate di prima, ma non gli basta. Spera che in futuro, grazie a questa tecnica, sarà possibile scendere ancora più nel dettaglio del microscopico mondo di atomi e molecole. “La mia speranza”, dice in un’intervista pubblicata su Science, “è che quando arriveremo a quel livello, sarà proprio come lo avevo immaginato”.