Las medusas que brillan en la oscuridad inspiraron una revolución científica

medusa de cristal

En 2008, Shimomura, Chalfie y Tsien compartieron el Premio Nobel por el descubrimiento y desarrollo de la GFP

¿Qué hace brillar a una medusa? Para los científicos, hacerse esa simple pregunta condujo a una nueva y poderosa herramienta que transformó por completo la medicina, ¡y ganó el Nobel!

En 2007 los investigadores de la Universidad de California en San Diego vieron migrar las células de cáncer de seno en tiempo real. En 2009, los científicos de la UC Davis y la Escuela de Medicina Mount Sinai grabaron un vídeo de la propagación del VIH entre las células inmunes. Los procesos biológicos que alguna vez estuvieron ocultos para nosotros se pueden iluminar ahora como una luciérnaga, y todo es posible gracias a un experimento que fue arrojado por el desagüe.

En 1960, Osamu Shimomura no estaba tratando de revolucionar la ciencia; si lo hubiera querido, podría no haber comenzado estudiando medusas. Shimomura era un joven investigador con una pregunta simple: ¿qué hacía que la medusa de cristal, Aequorea victoria, brillara de color verde brillante cuando se le molestaba?

Sus intentos de aislar una enzima luciferasa luminiscente de las medusas solo estaban funcionando parcialmente. Después de varios ajustes en el laboratorio, solo pudo producir un pequeño brillo a partir de muestras aisladas de las medusas, por lo que arrojó las muestras a un fregadero para limpiarlas durante el día. Cuando el fluido golpeó el fregadero, hubo un repentino destello azul brillante.

Shimomura descubrió rápidamente que no era el sumidero en sí mismo, sino el agua de mar, específicamente el calcio en el agua de mar, lo que reaccionaba con las muestras de la medusa de cristal para crear el destello azul. Pero había otro misterio: las medusas de cristal brillan verde, no azul.

Shimomura planteó la hipótesis de que en la medusa había un compuesto adicional que absorbía la luz azul y luego emitía luz verde. Este compuesto resultó ser una proteína única que Shimomura denominó Green Fluorescent Protein (proteína fluorescente verde), "GFP" para abreviar.

Un destello de brillo

A mediados de la década de 1980, Martin Chalfie de la Universidad de Columbia estaba trabajando con el gusano redondo transparente, C. elegans, intentando estudiar dónde se expresaban ciertos genes en el gusano.

En ese momento, encontrar genes en el ADN de un organismo se estaba volviendo mucho más fácil, pero descubrir de qué era responsable el gen y dónde se expresaba el gen era bastante difícil.

Después de asistir a una conferencia que mencionó la GFP, Chalfie tuvo un momento de inspiración: Debido a que GFP es una proteína, podría insertar la secuencia de ADN que codifica la GFP en el ADN de las lombrices intestinales y hacer que expresen la proteína brillante junto con cualquier gen que estaba estudiando. El brillo serviría como marcador para mostrar dónde se expresaban los genes.

gusanos fluorescentes

El método de Chalfie funcionó. De repente, los procesos invisibles se hicieron visibles, abriendo un nuevo mundo de investigación biológica y médica.

Todos los colores del cerebro

Si bien la GFP abrió la puerta, tenía limitaciones. Se desvanecía demasiado rápido para algunas investigaciones, y solo se presentaba en un color. Roger Tsien, bioquímico de la Universidad de California en San Diego, tomó GFP y desarrolló nuevas variaciones que eran más brillantes y luminosas en una variedad de diferentes colores, que Tsien dotó de nombres caprichosos, como "plátano monomérico" y "tomate dímero en tándem".

variaciones de color en la GFP

Tener una variedad de colores de GFP permitió a los investigadores observar múltiples procesos al mismo tiempo, con mayor precisión que nunca. Los investigadores de Harvard utilizaron el enfoque multicolor para mapear las neuronas individuales de los cerebros de los ratones, creando una icónica imagen conocida como el "arco cerebral".

arco cerebral

En 2008, Shimomura, Chalfie y Tsien compartieron el Premio Nobel por el descubrimiento y desarrollo de la GFP. En una era marcada por un enfoque cada vez mayor en la investigación aplicada, vale la pena recordar que una revolución científica comenzó con la investigación básica, las medusas agitadas y un experimento que fue arrojado al desagüe.

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