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Un Nobel per la biologia illuminante
Il Premio Nobel 2008 per la chimica è stato assegnato a tre scienziati per aver scoperto e sviluppato una proteina di medusa luminosa che ha rivoluzionato la biologia e la medicina. Il premio, annunciato questa mattina, riconosce Osamu Shimomura del Laboratorio di Biologia Marina, a Woods Hole, MA; Martin Chalfie della Columbia University, a New York; e Roger Y. Tsien dell'Università della California, San Diego, per il loro lavoro su proteina fluorescente verde (GFP).
Biologia illuminante: Tre chimici hanno ricevuto il Premio Nobel per la Chimica di quest'anno per il loro lavoro sulla proteina fluorescente verde (GFP), un'etichetta di imaging derivata dalla medusa Aequorea victoria (nella foto sopra).
Questa etichetta di imaging ha reso visibili i processi subcellulari al microscopio e ha illuminato il funzionamento molecolare delle cellule, un tempo invisibile. La GFP ha arricchito la comprensione dei biologi dei processi fondamentali alla base della progressione della malattia e della normale biologia. L'annuncio della Fondazione Nobel descrive la GFP come uno degli strumenti più importanti utilizzati nella bioscienza contemporanea, aggiungendo che con l'aiuto della GFP i ricercatori hanno sviluppato modi per osservare processi che prima erano invisibili, come lo sviluppo delle cellule nervose nel cervello o come le cellule tumorali si diffondono.
Questa è la chimica al suo meglio, commenti Bruce Bursten , presidente dell'American Chemical Society. Le proteine fluorescenti verdi consentono agli scienziati di vedere letteralmente la crescita del cancro e di studiare il morbo di Alzheimer e altre condizioni che colpiscono milioni di persone.
Inserendo il gene per la GFP in organismi tra cui batteri, vermi e topi, i biologi possono, ad esempio, osservare i cambiamenti nell'espressione genica nelle cellule tumorali e visualizzare la formazione dei grovigli proteici responsabili dell'Alzheimer. Possono anche seguire il movimento delle proteine durante lo sviluppo di un organismo, tenere traccia delle cellule in migrazione e studiare in dettaglio i meccanismi della divisione cellulare.
Il GFP è stato isolato dalla medusa Aequorea vittoria , che si illumina di verde intorno al bordo quando è agitato. Shimomura, professore emerito a Woods Hole, condivide il premio di chimica di quest'anno per aver isolato la molecola responsabile nell'estate del 1961. Shimomura ha svolto ulteriori lavori sulla GFP negli anni '70.
A differenza di molte altre proteine bioluminescenti, la GFP non ha bisogno di carburante per brillare: converte semplicemente la luce blu o UV in luce verde. Questa qualità si è rivelata importante per i ricercatori che utilizzano la GFP per studiare la biologia cellulare al microscopio perché non richiede l'aggiunta di altre sostanze chimiche che potrebbero disturbare le cellule o i tessuti oggetto di studio.
Creatura colorata: Questo cucciolo di scimmia addormentato esprime la GFP con il gene per la proteina mutante Huntington. Questi animali vengono utilizzati dai ricercatori per studiare la malattia di Huntington.
Martin Chalfie , ora presidente del dipartimento di scienze biologiche della Columbia University, è stato il primo a dimostrare il valore del GFP come tag genetico. Chalfie si rese conto che se il gene per la GFP potesse essere collegato al gene per un'altra proteina, allora sarebbe stato possibile osservare quel gene accendersi al microscopio. Nel 1994, Chalfie dimostrò la tecnica in un minuscolo verme chiamato C. elegans , che ha meno di mille celle. Ha attaccato il gene GFP a una parte di a C. elegans gene che è espresso solo in sei delle cellule dell'animale; al microscopio, queste sei cellule brillavano di verde.
Il lavoro di Chalfie ha dimostrato che la GFP poteva dire ai biologi se una cellula stava esprimendo un particolare gene. Roger Y. Tsien , un professore di biochimica presso l'Università della California, San Diego, si è basato sul lavoro di Shimomura e Chalfie sviluppando molte variazioni sulla GFP, ognuna delle quali emette un colore diverso, consentendo ai ricercatori di monitorare diversi processi biologici all'interno della stessa cellula. Sperimentando variazioni nella sequenza del gene GFP, Tsien ha sviluppato proteine che emettono fluorescenza nei toni del blu e del giallo. Dopo che i ricercatori russi hanno sviluppato una complessa proteina fluorescente rossa, Tsien ha anche creato una versione più semplice da usare.
È imperativo per i ricercatori mappare e comprendere il ruolo delle diverse proteine e le loro interazioni in tempo reale nel corpo, afferma Elias Zerhouni, direttore del National Institutes of Health, in una dichiarazione. Comprendere come funziona il malfunzionamento di questo macchinario proteico aumenterà la nostra conoscenza sulle potenziali cause di malattie e malattie e forse porterà a trattamenti migliori.