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Un Nobel por iluminar la biología
El Premio Nobel de Química 2008 ha sido premiado a tres científicos por descubrir y desarrollar una proteína de medusa brillante que ha revolucionado la biología y la medicina. El premio, anunciado esta mañana, reconoce Osamu Shimomura del Laboratorio de Biología Marina, en Woods Hole, MA; Martin Chalfie de la Universidad de Columbia, en Nueva York; y Roger Y. Tsien de la Universidad de California, San Diego, por su trabajo en proteína verde fluorescente (GFP).
Biología iluminadora: Tres químicos recibieron el Premio Nobel de Química de este año por su trabajo sobre la proteína verde fluorescente (GFP), una etiqueta de imagen derivada de la medusa Aequorea victoria (en la foto de arriba).
Esta etiqueta de imagen ha hecho visibles los procesos subcelulares bajo el microscopio e iluminado el funcionamiento molecular de las células, una vez invisible. La GFP ha enriquecido la comprensión de los biólogos sobre los procesos fundamentales que subyacen a la progresión de la enfermedad y la biología normal. El anuncio de la Fundación Nobel describe a la GFP como una de las herramientas más importantes utilizadas en la biociencia contemporánea, y agrega que con la ayuda de la GFP, los investigadores han desarrollado formas de observar procesos que antes eran invisibles, como el desarrollo de células nerviosas en el cerebro o cómo las células cancerosas se diseminan.
Esto es la química en su máxima expresión, comenta. Bruce Bursten , presidente de la American Chemical Society. Las proteínas verdes fluorescentes permiten a los científicos ver literalmente el crecimiento del cáncer y estudiar la enfermedad de Alzheimer y otras afecciones que afectan a millones de personas.
Al insertar el gen de la GFP en organismos que incluyen bacterias, gusanos y ratones, los biólogos pueden, por ejemplo, observar los cambios en la expresión génica en las células cancerosas y visualizar la formación de los ovillos de proteínas responsables del Alzheimer. También pueden seguir el movimiento de las proteínas durante el desarrollo de un organismo, rastrear las células migratorias y estudiar la mecánica de la división celular en detalle.
GFP se aisló de las medusas. Aequorea victoria , que se ilumina en verde alrededor de su borde cuando se agita. Shimomura, profesor emérito de Woods Hole, comparte el Premio de Química de este año por haber aislado la molécula responsable en el verano de 1961. Shimomura llevó a cabo más trabajos sobre GFP a lo largo de la década de 1970.
A diferencia de muchas otras proteínas bioluminiscentes, la GFP no necesita combustible para brillar, simplemente convierte la luz azul o ultravioleta en luz verde. Esta cualidad ha demostrado ser importante para los investigadores que utilizan GFP para estudiar la biología celular bajo el microscopio porque no requiere la adición de otras sustancias químicas que puedan alterar las células o los tejidos en estudio.
Criatura colorida: Este mono bebé dormido expresa GFP con el gen de la proteína Huntington mutante. Los investigadores están utilizando estos animales para estudiar la enfermedad de Huntington.
Martin Chalfie , ahora presidente del departamento de ciencias biológicas de la Universidad de Columbia, fue el primero en demostrar el valor de la GFP como etiqueta genética. Chalfie se dio cuenta de que si el gen de la GFP podía conectarse con el gen de otra proteína, entonces sería posible observar ese gen encenderse bajo el microscopio. En 1994, Chalfie demostró la técnica en un pequeño gusano llamado C. elegans , que tiene menos de mil células. Adjuntó el gen GFP a parte de un C. elegans gen que solo se expresa en seis de las células del animal; bajo un microscopio, estas seis células brillaban en verde.
El trabajo de Chalfie demostró que la GFP podía decirles a los biólogos si una célula expresaba un gen en particular. Roger Y. Tsien , profesor de bioquímica en la Universidad de California en San Diego, se basó en el trabajo de Shimomura y Chalfie al desarrollar muchas variaciones de GFP, cada una de las cuales brilla con un color diferente, lo que permite a los investigadores rastrear diferentes procesos biológicos dentro de la misma célula. Al experimentar con variaciones en la secuencia del gen GFP, Tsien desarrolló proteínas que emiten fluorescencia en tonos de azul y amarillo. Después de que los investigadores rusos desarrollaron una proteína roja fluorescente compleja, Tsien también creó una versión más simple de usar.
Es imperativo que los investigadores mapeen y comprendan el papel de las diferentes proteínas y sus interacciones en tiempo real en el cuerpo, dice Elias Zerhouni, director de los Institutos Nacionales de Salud, en un comunicado. Comprender cómo funciona mal esta maquinaria proteica aumentará nuestro conocimiento sobre las posibles causas de enfermedades y tal vez conduzca a mejores tratamientos.