Ryōji Noyori: Il chimico che ha insegnato alle molecole a distinguere la loro destra dalla loro sinistra

A dodici anni, in un auditorium pubblico nella Kobe del dopoguerra, Ryōji Noyori osservò uno scienziato spiegare come il nylon venisse creato dal nulla, e quella frase gli rimase impressa per il resto della vita: la chimica, capì, "può creare cose importanti dal nulla". Quattro decenni dopo, aveva costruito una molecola capace di un tipo di creazione molto più sottile: una molecola in grado di indicare a una reazione chimica quale delle due versioni speculari di una molecola costruire, una distinzione invisibile all'occhio ma critica per il modo in cui un farmaco si comporta nel corpo umano. Quella molecola, e la chimica che ha reso possibile, gli sono valse una parte del Premio Nobel del 2001.

Una casa piena di riviste

Noyori è nato il 3 settembre 1938 in un sobborgo di Kobe, in Giappone, figlio di un direttore di ricerca di un'azienda chimica la cui casa era, secondo le sue stesse parole, piena di riviste scientifiche e campioni di prodotti. Ha frequentato la Nada Middle and High School, eccellendo in scienze e matematica mentre praticava judo, ed è entrato all'Università di Kyoto nel 1957. Inizialmente si era orientato verso la fisica, in parte sotto l'influenza dell'amico di famiglia e premio Nobel per la fisica Hideki Yukawa, ma la lezione sul nylon e il suo crescente interesse per la chimica dei polimeri e poi per la chimica organica lo hanno spinto verso la disciplina che avrebbe definito la sua carriera. Ha studiato sotto la guida di Keiiti Sisido e, più tardi, di Hitoshi Nozaki, conseguendo la laurea nel 1961 e un dottorato in ingegneria a Kyoto nel 1967. Un periodo di post-dottorato ad Harvard sotto la guida del chimico Elias J. Corey ha completato la sua formazione prima del ritorno in Giappone.

Una nomina inaspettata a ventinove anni

Nel 1968, a ventinove anni, Noyori accettò quello che in seguito descrisse come un incarico inaspettato: professore associato in un laboratorio di chimica organica appena creato all'Università di Nagoya. È stato promosso a professore ordinario nel 1972 ed è rimasto a Nagoya per il resto della sua carriera di ricerca attiva, trasformandolo in uno dei centri leader a livello mondiale per la chimica organometallica e la catalisi asimmetrica, il ramo della chimica che si occupa di orientare le reazioni verso una specifica forma tridimensionale di una molecola piuttosto che verso una miscela inutilizzabile di entrambe.

BINAP e il problema della chiralità

Il problema che Noyori ha passato decenni a risolvere è di enorme importanza in medicina: molte molecole, inclusi la maggior parte dei farmaci, esistono in due forme speculari, chiamate enantiomeri, che sono chimicamente identiche sotto quasi ogni aspetto ma possono comportarsi in modo completamente diverso all'interno di un corpo vivente: una forma di un composto può essere terapeutica mentre il suo gemello speculare è inerte o addirittura dannoso. La normale sintesi chimica tende a produrre una miscela approssimativamente uguale di entrambe le forme, che devono poi essere separate laboriosamente. La svolta di Noyori, raggiunta nel 1986, è stata un catalizzatore chirale costruito attorno a una molecola chiamata BINAP, accoppiato con complessi metallici di rutenio, che poteva forzare una reazione di idrogenazione a costruire in modo schiacciante un enantiomero invece dell'altro. Le applicazioni si sono rivelate immediatamente commerciali: i suoi catalizzatori rutenio-BINAP hanno consentito la produzione di naprossene, un comune farmaco antinfiammatorio, con una purezza del 97 percento della forma desiderata, e il suo metodo di isomerizzazione delle ammine alliliche è diventato la base per la produzione industriale di Takasago International di circa 3.000 tonnellate di mentolo all'anno con una purezza enantiomerica del 94 percento. La stessa chimica si è estesa ad antibiotici come la levofloxacina e alla sintesi di vitamine, amminoacidi e prostaglandine.

Il Nobel e ciò che ha riconosciuto

Nel 2001, la Reale Accademia Svedese delle Scienze ha assegnato il Premio Nobel per la Chimica congiuntamente a tre scienziati che lavoravano sulla catalisi chirale: Noyori ha condiviso metà del premio con il chimico americano William S. Knowles per il loro lavoro sulle reazioni di idrogenazione catalizzate in modo chirale, mentre K. Barry Sharpless ha ricevuto l'altra metà per le reazioni di ossidazione catalizzate in modo chirale. Insieme, il loro lavoro ha fondato il campo della catalisi asimmetrica come disciplina industriale, consentendo ai produttori di costruire direttamente la forma corretta e sicura di un farmaco invece di produrre entrambe le forme e scartarne metà.

Dal laboratorio all'istituzione

La carriera di Noyori non si è fermata al banco di lavoro. Dal 2003 al 2015 ha servito come presidente di RIKEN, la più grande e prestigiosa rete di istituti di ricerca scientifica del Giappone, supervisionando un budget annuale di circa 800 milioni di dollari e guidando la direzione della scienza di base giapponese su scala nazionale. Ha anche presieduto il Consiglio per la ricostruzione dell'istruzione del Giappone, sostenendo pubblicamente che "la ricerca è per le nazioni e l'umanità, non per i ricercatori stessi" e spingendo gli scienziati a impegnarsi direttamente con l'opinione pubblica e la politica governativa sullo sviluppo sostenibile. Lungo il percorso ha collezionato una lunga lista di onorificenze, tra cui il Premio Wolf per la Chimica (2001), l'Arthur C. Cope Award (1997), la Medaglia d'oro Lomonosov (2009) e l'appartenenza straniera alla Royal Society (2005), insieme a lauree honoris causa da istituzioni in tutta Europa e Asia.

Perché Ryōji è chiamato un genio

La tesi a favore del genio è qui precisa e chimica: Noyori ha risolto un problema che frustrava il campo da decenni, progettando un catalizzatore abbastanza sottile da discriminare tra due molecole che sono immagini speculari l'una dell'altra — chimicamente quasi identiche, ma biologicamente mondi a parte — e abbastanza robusto da farlo in modo affidabile su scala industriale, non solo in una singola delicata dimostrazione di laboratorio. Quella combinazione, un design molecolare elegante abbinato a un'utile utilità commerciale, è insolita; molte scoperte premiate in chimica rimangono confinate agli articoli accademici, mentre i catalizzatori di Noyori sono oggi utilizzati per produrre tonnellate di prodotti farmaceutici e di consumo reali. La decisione del comitato Nobel di dividere il premio in tre parti, tuttavia, è di per sé un qualificatore onesto: l'intuizione di Noyori non è emersa in isolamento ma come parte di una più ampia ondata di ricerca sulla catalisi asimmetrica perseguita in parallelo da Knowles e Sharpless, ognuno dei quali ha attaccato una parte correlata dello stesso problema sottostante da un'angolazione diversa. Il suo genio, quindi, è meglio inteso come un caso supremo di intuizione chimica applicata e persistenza ingegneristica piuttosto che come un singolo, isolato lampo di originalità — il paziente, iterativo perfezionamento di un'idea molecolare, BINAP, in uno strumento su cui un'intera industria poteva contare.

Eredità

I catalizzatori BINAP di Noyori rimangono strumenti di lavoro nella produzione farmaceutica e chimica fine in tutto il mondo, e il suo mandato al vertice di RIKEN ha esteso la sua influenza dal banco di laboratorio all'architettura della politica scientifica giapponese stessa — una rara doppia eredità di una singola scoperta molecolare e di un'istituzione nazionale plasmata a immagine del suo inventore.