O descubrimento das proteínas fluorescentes das medusas foi fundamental para o avance da bioloxía
06 abr 2016 . Actualizado a las 05:00 h.Nos anos 60, Osamu Shimomura (1928), un experto en bioluminescencia de orixe xaponesa, estaba a investigar na Universidade de Princenton para tratar de pescudar por que o manto das medusas da especie Aequorea victoria brillaba con luz azul cando o animal se axitaba para nadar. A partir de exemplares capturados na costa oeste de Estados Unidos, Shimomura, axudado polo seu colaborador Frank Jonhson, conseguiu purificar uns cantos miligramos da proteína responsable do brillo, á que bautizou como aequorina. Durante o proceso de obtención da aeuquorina, e case sen pretendelo, Shimomura tamén illou unha proteína de cor verde que contiña na súa estrutura un grupo químico capaz de absorber e emitir luz sen necesidade de ningún aditivo, o que a convertía nunha auténtica rareza dentro do grupo das proteínas fluorescentes. Na medusa Aequorea victoria a proteína verde funcionaba absorbendo a luz azul da aequorina e emitindo luz de ton verdoso.
Anos máis tarde, un investigador da Universidade de Columbia, en Nova York, chamado Martin Chalfie (1947) tivo a idea de utilizar as proteínas fluorescentes do mesmo xeito que os axentes de contraespionaxe utilizan os localizadores para vehículos. Chalfie traballaba con Caenorhabditis elegans, un verme moi utilizado en bioloxía como modelo para o estudo de procesos básicos. C. elegans é transparente e o seu corpo só ten 959 células, polo que é relativamente sinxelo seguir a pista de cada unha delas durante o desenvolvemento.
Chalfie estaba interesado en describir a viaxe que as neuronas responsables do sentido do tacto realizan desde o embrión aos órganos do individuo adulto. Utilizando técnicas de biotecnoloxía introduciu nas gónadas do verme xenes dos receptores táctiles que levaban o xene da proteína verde fluorescente pegado a un dos seus extremos. Deste xeito conseguiu que estivese presente en todos os ovos que puxese o verme. Cando os ovos eclosionaron, deron lugar a unha xeración de vermes con neuronas do tacto que brillaban ao iluminalas con luz ultravioleta. Así foi como, por primeira vez, conseguiuse espiar o comportamento das células nun animal vivo.
Proteínas de Nobel
Os estudos de Chalfie e o seu grupo, que se publicaron na revista Science en febreiro de 1994, foron a orixe dunha auténtica revolución tecnolóxica en bioloxía que tivo aplicacións no estudo do cancro, a enfermidade de Alzheimer, a loita contra a malaria ou o estudo das bacterias patóxenas. A técnica de marcaxe con proteína verde fluorescente (PVF) incluso se utilizou para crear mascotas transxénicas que brillan baixo a luz ultravioleta. En recoñecemento ao seu traballo, e ao que este supuxo para o avance da bioloxía, a Fundación Nobel de Estocolmo outorgou o premio de Química do ano 2008 a Martin Chalfie e Osamu Shimomura.
O galardón incluíu a un terceiro científico, Roger E. Tsien (1952), que conseguiu descubrir por que o grupo químico da PVF emite luz sen axuda doutras proteínas. Ademais, clonou o xene do grupo e substituíu algúns dos seus aminoácidos por outros. Deste xeito, creou novas variantes da PVF que emiten luz de diferentes cores.
Pode parecer un logro científico un tanto frívolo, pero o certo é que fixo posibles experimentos fascinantes. O máis famoso de todos eles é o brainbow (termo inglés que fusiona brain, 'cerebro', e rainbow, 'arco da vella') realizado por científicos da Universidade de Harvard e que consistiu en crear liñas de ratos transxénicos cuxas neuronas cerebrais producían proteínas fluorescentes de diferentes cores. Deste xeito, os seus creadores conseguiron visualizar dunha forma realmente espectacular a formación das redes neuronais no cerebro.
Bacterias mariñas bioluminiscentes
O mar de ardora, que brillaba na escuridade e se estendía ata onde alcanzaba a vista, foi o protagonista durante séculos das historias dos mariños que asucaban o Índico. Ata Julio Verne mencionouno na súa afamada novela Vinte mil leguas de viaxe submarina. Durante moito tempo creuse que tan só era unha lenda, pero en 1915 os científicos rexistraron o fenómeno por primeira vez e desde entón documentáronse preto de 200 mares luminosos.
Para completar os estudos sobre os mares de ardora faltaba unha foto, e iso é precisamente o que conseguiu no ano 2005 un grupo de investigadores do Laboratorio de Investigación Naval de EE.UU e do Instituto de Investigación do Acuario da Baía de Monterrey. Steve Miller, o científico que dirixiu o proxecto, contou que recuperaron a imaxe do banco de datos do satélite que utilizan de forma rutineira. Sondaron os arquivos sen demasiada esperanza, pensando que a luz asociada a este tipo de fenómenos era demasiado débil e fugaz como para ser detectada polos instrumentos do satélite. Por iso se sorprenderon tanto cando, tan só 30 minutos despois de ter iniciado o rastreo, conseguiron a imaxe.
O que se vía na foto era unha mancha fosforescente, de 250 quilómetros de lonxitude e 15.400 quilómetros cadrados de superficie, que estaba situada fronte á costa de Somalia, no océano Índico. Aínda que se descoñece a orixe de tan espectacular fenómeno, a teoría favorita dos científicos é que se debe á proliferación de bacterias bioluminiscentes da especie Vibrio harveyi, que viven asociadas ás microalgas do plancto. No caso da mancha da imaxe, Miller calculou que serían necesarias polo menos 4 elevado a 1.022 bacterias para producir a luz. Outra peculiaridade desta enorme alfombra de bacterias luminosas é que permaneceu na mesma posición durante tres noites consecutivas, o que permitiu realizar un seguimento e pescudar que aflora baixo o influxo das correntes.
A noticia sobre o mar de ardora apareceu publicada no apartado de Sociedade de La Voz de Galicia os días 18 (edición dixital) e 19 (edición impresa) de outubro de 2005.