“Due miliardi e mezzo di anni fa – esordisce Barber - sulla Terra ci fu una fantastica rivoluzione biochimica; alcuni gruppi di organismi unicellulari riuscirono a ottenere energia dal sole. Quegli antichi organismi si resero così autonomi: grazie alla luce del sole, potevano produrre da sé le sostanze nutritive necessarie per vivere. Il complesso di reazioni chimiche e fisiche che resero possibile tutto ciò – la fotosintesi - rappresenta da allora la più importante forza motrice del pianeta. Grazie alla fotosintesi la materia inorganica si trasforma e diventa accessibile a tutte le forme di vita. Inoltre, la fotosintesi arricchì di ossigeno l’atmosfera permettendo alla vita di emergere dall’acqua”.

Qual è il "cuore" della fotosintesi?
Si tratta del Fotosistema II (PSII), un complesso multienzimatico formato da proteine e clorofilla presente nelle membrane di alcuni organelli delle cellule vegetali e nei cianobatteri.
Nel PSII avviene una catena di reazioni fotochimiche che, alimentate dalla luce del sole, danno come risultato il trasporto di elettroni e la separazione dell’acqua in ossigeno molecolare e protoni, ovvero nuclei di idrogeno. Queste reazioni producono direttamente l’ossigeno atmosferico e indirettamente la gran parte della biomassa della Terra.

Professor Barber, quali sono stati i passaggi fondamentali della sua scoperta?
Ho innanzitutto analizzato la struttura molecolare del PSII.
Ho in seguito evidenziato le sub-unità proteiche che costituiscono il complesso enzimatico, quindi ho escogitato sistemi per isolare e analizzare le parti. Successivamente, ho ottenuto cristalli 3D dell’enzima ricavandone informazioni dettagliate sulla struttura molecolare: nel centro reattivo del PSII sono presenti 4 atomi di manganese proprio dove la molecola d’acqua viene spezzata.
Attualmente sto cercando di comprendere la struttura del centro di reazione del Fotosistema II.

In quale misura la sua scoperta potrebbe accelerare i tempi per la produzione di idrogeno?
La mia scoperta potrebbe dare un contributo incisivo nello sviluppo
dei sistemi artificiali per ottenere idrogeno mediante fotolisi dell’acqua.
Avendo ora scoperto i particolari molecolari del punto catalitico in cui avviene la divisione dell’acqua, disponiamo di una base per lo sviluppo di processi chimici artificiali e non inquinanti per utilizzare l’energia solare per dividere l’acqua e produrre idrogeno come carburante.

Crede che i suoi risultati possano accorciare i tempi di realizzazione di tecnologie per sfruttare energia solare?
Reputo, ottimisticamente, che i tempi d’implementazione della scoperta scientifica possano significativamente ridursi a 5 anni.

Occorre investire in progetti di larga scala per lo sviluppo di metodi di sfruttamento dell'energia solare?
Oltre agli investimenti nel campo della fusione nucleare, di cui lo sbocco industriale è molto più incerto, occorrerebbe introdurre progetti di ricerca su vasta scala per sviluppare tecnologie di sfruttamento delle energie alternative a quelle fossili.

Lei pensa che siamo alle soglie di una nuova era energetica?
Come già era stato sostenuto agli inizi del XX secolo dal visionario chimico Giacomo Ciamician dell’Università di Bologna, il destino energetico dell’umanità potrebbe cambiare qualora si usasse la fotosintesi per generare energia pulita e liberare il pianeta dalla schiavitù dei combustibili fossili.
Oggi, con la determinazione della struttura cristallina del PSII, scoprendo per la prima volta la struttura molecolare del punto catalitico in cui avviene la divisione dell’acqua, disponiamo di una importante possibilità di alternativa alle energie fossili. Ciò detto, reputo che dovremmo usare diversamente il complesso di fonti energetiche di cui disponiamo e inoltre si dovrebbe investire nella scienza con più coraggio per le recenti soluzioni scoperte.
Se si seguisse questa via si aprirebbe finalmente una nuova era per l’uomo.

Quale potrebbe essere il ruolo dei decisori internazionali nello sviluppo della ricerca di nuove energie?
Ritengo che sia davvero arrivato il momento di introdurre un progetto di ricerca su vasta scala che sia in grado di coinvolgere a livello multidisciplinare gruppi di biologi, chimici, fisici, ingegneri e scienziati della materia in modo tale che possano lavorare in stretta collaborazione tra di loro. Il mio lavoro
ha fornito un incentivo per dare inizio a questo progetto.