El brillo verde en la ciencia, la proteína verde fluorescente
La proteína verde fluorescente (GFP, green fluorescent protein en inglés) fue observada por primera vez en 1962 en la medusa de cristal (nombre científico Aequorea victoria) pero fue hasta 1992 cuando se utilizó por primera vez en investigación científica. De hecho, en 2008 se otorgó el premio Nobel de Química al japonés Osamu Shimomura quien descubrió la GFP, y a dos estadounidenses estadounidenses Martin Chalfie y Roger Y. Tsien quienes desarrollaron técnicas para usar la GFP en investigación.
¿Qué hace a la medusa de cristal brillar?
Esta proteína está formada por 238 aminoácidos (los bloques que componen una proteina), es pequeña si la comparamos con la proteína más abundante es sangre, la albúmina que tiene 585 aminoácidos. El fluoróforo de la GFP está formado por la interacción de tres aminoácidos consecutivos: serina-65, tirosina-66 y glicina-67. Emite una onda de 508 nm de luz verde que puede ser excitada por luz azul (475 nm) y ultravioleta (UV) (396 nm). De este modo la medusa de cristal brilla en color verde bajo la luz UV.
Roger Tsien, el bioquímico estadounidense especuló que la medusa de crista podría cambiar el color de su bioluminiscencia por el cambio de presión en las profundidades. Lamentablemente la población de medusas en Firday Harbor, Washington, sufrió un colapso que dificulta el estudio del animal en su hábitat natural.
Proteína verde fluorescente: la proteína que ilumina la ciencia
Gracias a la GFP los científicos pueden “etiquetar” a otras proteínas. Recordemos que para que una célula produzca proteínas existe un proceso de interpretación de la información génetica. Un gen da como resultado una proteína, es posible que se inserte el gen que produce la GFP después del gen que producirá la proteína que queremos ver. Por ejemplo, tener un ratón transgénico en el que cada vez que produzcan proteinas presentes en la piel se exprese la GFP, lo que veremos será un ratón con la piel fluorescente.
Esto fue posible ya que el investigado Martin Chalfie fantaseó con integrar al ADN de sus gusanos está proteina para poder ver procesos biológicos que eran invisibles. Y lo consiguió, pudo seguir la actividad de estos gusanos llamados C. elegans y proporcionar un descubrimiento tan revolucionario como los rayos X de Marie Curie.
Aunque la GFP parecía ser la solución para observar muchos fenomenos, no era un fluoroforo muy estable, es decir, su fluorescencia se perdía muy rápido. Fue cuando Roger Tsien desarrollo de manera artificial una GFP más estable y brillante y la modificó para que emitiera distintos colores siendo excitada a diferentes longitudes de onda, teniendo así la opción de hacer combinaciones, por lo que tuvo que ponerles nombres distintos como: banana, mandarina, tómate y ciruela.
Brillando más allá de la biociencia
La GFP se puede usar para ver y rastrear proteínas en células vivas. Cuando la proteína se produce en una célula, se le adhiere el marcador fluorescente. La microscopía de fluorescencia se utiliza para observar, fotografiar y filmar células vivas o procesos celulares sin interferir con ellos. Normalmete se utilizan virus para infectar a las células y así etiquetarlas. La clonación y el refinamiento de GFP han hecho posible que los científicos examinen el mundo viviente microscópico y puedan estudiar todo tipo de enfermedades como cancér y Alzheimer.
Además de la gran aplicación científica la GFP incluso ha sido utilizada con fines artisticos como el caso de Julian Voss-Andreae quien hace esculturas de esta proteína. Por otro lado existen laboratorios que han incorporado GFP en los genomas de animales para su uso como mascotas. Yorktown Technologies se convirtió en la primera empresa en comercializar un pez cebra fluorescente llamado GloFish.
Enlaces recomendados
- https://www.youtube.com/watch?v=Z4vJ8rQCNgg
- https://www.youtube.com/watch?v=F0_q-fD_lyU
- https://www.agenciasinc.es/Noticias/Premio-Nobel-de-Quimica-2008-para-los-descubridores-de-la-proteina-fluorescente-GFP
- https://science.sciencemag.org/content/263/5148/802
Agradecimientos
A Sándor Dezső por su aporte en la recopilación de la información presentada
