Secretos fluorescentes

Un japonés y dos estadounidenses compartieron la distinción por aprovechar la luminosidad de una proteína de la medusa para hacer visible diversos procesos biológicos.

Hoy los laboratorios del mundo recurren a esta herramienta para desentrañar cómo una proteína interactúa con otra, dónde se ubican dentro de la célula, qué hacen, cómo reaccionan cuando reciben medicamento, entre otras numerosas cuestiones vitales. Se trata de la proteína verde fluorescente (GFP, por sus siglas en inglés) que hace visible procesos biológicos como el crecimiento de tumores malignos o el funcionamiento del sistema nervioso. Si bien corrió el velo a los científicos para estudiar en vivo y directo el organismo, había primero que descubrirla a ella. Y estaba inmersa en la grandiosidad del mar.

Hace más de cuarenta años, Osamu Shimomura doctorado en Química Orgánica en la Universidad de Nagoya de Japón, logró aislar la proteína detectada en la medusa Aequorea victoria, característica por su luminosidad. Tiempo después, en Estados Unidos, Martin Chalfie, doctor de Neurobiología de la Universidad de Harvard, descubrió cómo utilizarla para visualizar el microscópico mundo celular; y más tarde, su colega también norteamericano, Roger Tsien, doctorado en Fisiología en la Universidad de Cambridge, realizó ajustes y diseñó distintas variantes de la GFP.

“Cuando los científicos obtienen métodos que los ayudan a ver cosas que eran invisibles, la investigación da un gran paso. Por ejemplo, en el siglo XVII Anton van Leeuwenhoek inventó el microscopio y se abrió un nuevo mundo. De repente, los científicos pudieron ver bacterias, espermatozoides y células de la sangre. Cosas que ni siquiera sospechaban que existían. El Nobel de Química de este año premia un efecto similar”, destacó la Academia de Ciencias Sueca al dar a conocer los nombres de los ganadores del codiciado galardón.

Este trío aportó distintos eslabones para develar los secretos de la fluorescencia que echan luz en procesos vitales. “Por ejemplo, iluminan cómo progresan los tumores cancerígenos, muestran el desarrollo de la enfermedad de Alzheimer en el cerebro o el crecimiento de una bacteria patológica”, precisan desde Estocolmo, el comité jurado de la distinción.

La lista de beneficios es extensa y ha generado un cambio en el proceso de investigación que es precisado por la profesora, Elizabeth Jares-Erijman del Departamento de Química Orgánica de esta Facultad. “Esto ha disparado -indica- el desarrollo de sistemas de microscopía que pueden ser utilizados para observar y monitorear en el tiempo la expresión de una o más proteínas marcadas con la proteína fluorescente. Al observarla, se puede estudiar su movimiento, interacciones con otras proteínas, localización en la célula, procesos de transporte, dinámica, que en el pasado se estudiaba en material muerto, así como analizar el efecto de medicamentos, inhibidores, etc., por observación directa de la proteína en estudio en su contexto biológico natural y en sistemas vivos”.

Un poco de historia

Esta herramienta que permite abrir nuevos mundos tiene tras de sí una historia de búsquedas infructuosas y ansiados hallazgos. A comienzos de la década de 1960, Shimomura fue la primera persona en aislar la GFP a partir de la medusa Aequorea victoria e identificar qué parte era responsable de la fluorescencia. “Sin embargo, el potencial de la GFP como marcador no fue reconocido hasta 1987 por Douglas Prasher, quien clonó la proteína y reportó la secuencia de la proteína nativa fluorescente verde por primera vez. Su laboratorio se quedó sin dinero para seguir el proyecto, y Prasher mandó el cDNA de la proteína a diversos laboratorios. El de Martín Chalfie, expresó la proteína en E. coli y en C. elegans y publicó sus resultados en la revista Science en 1994. Frederick Tsuji lo publicó un mes después”, relata Jares-Erijman, a la vez que precisa distintas características que aún el GFP mostraba en contra para su aplicación. Tal es el caso de “la baja foto-estabilidad (se apagaba fácilmente). Además su tendencia a autoasociarse también era una desventaja porque podía inducir efectos no deseados en las proteínas a las que estaba unida”, puntualiza la investigadora.

Estas falencias dejaron de ser problema años después. “Tsien con su colaborador Miyawaki, desarrollaron una variedad de mutantes de diversos colores, con mayor fotoestabilidad, en estado monomérico, y de rápido plegado”, enumera.

Hasta aquí la participación de los flamantes Nobel en el tema, pero la investigación continúa. “Recientemente se han identificado otras proteínas fluorescentes: la proteína amarilla fluorescente (conocida por su abreviatura en inglés YFP) o la roja (RFP), entre otras. Además, estas proteínas originales han sido modificadas para mejorar su funcionamiento. Uno de estos resultados es la proteína verde fluorescente mejorada y se han utilizado estas proteínas para obtener sensores de pH, procesos de señalamiento celular, entre otros”, concluye.

Fuente: El Cable Nro. 705