Nobel w dziedzinie oświetlania biologii

ten Nagroda Nobla w dziedzinie chemii 2008 został przyznany trzem naukowcom za odkrycie i opracowanie świecącego białka meduzy, które zrewolucjonizowało biologię i medycynę. Nagroda, ogłoszona dziś rano, uznaje Osamu Shimomura Laboratorium Biologii Morskiej w Woods Hole, MA; Martin Chalfie Uniwersytetu Columbia w Nowym Jorku; oraz Roger Y. Tsien Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego za pracę nad zielone białko fluorescencyjne (GFP).

Biologia oświetlająca: Trzech chemików otrzymało tegoroczną Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii za pracę nad zielonym białkiem fluorescencyjnym (GFP), etykietą obrazowania pochodzącą z meduzy Aequorea victoria (na zdjęciu powyżej).

Ta etykieta obrazowania uwidoczniła procesy subkomórkowe pod mikroskopem i oświetliła niewidoczne niegdyś działanie molekularne komórek. GFP wzbogaciło wiedzę biologów na temat podstawowych procesów leżących u podstaw progresji choroby i normalnej biologii. W komunikacie Fundacji Nobla opisano GFP jako jedno z najważniejszych narzędzi wykorzystywanych we współczesnej biologii, dodając, że z pomocą GFP naukowcy opracowali sposoby obserwowania procesów, które wcześniej były niewidoczne, takie jak rozwój komórek nerwowych w mózgu czy sposób rozprzestrzeniają się komórki rakowe.

To chemia w najlepszym wydaniu, komentuje Bruce Bursten , prezes Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego. Zielone białka fluorescencyjne pozwalają naukowcom całkiem dosłownie zobaczyć wzrost raka i zbadać chorobę Alzheimera i inne schorzenia, które dotykają miliony ludzi.

Wprowadzając gen GFP do organizmów, w tym bakterii, robaków i myszy, biolodzy mogą na przykład obserwować zmiany w ekspresji genów w komórkach rakowych i wizualizować powstawanie splotów białkowych odpowiedzialnych za chorobę Alzheimera. Mogą również śledzić ruch białek podczas rozwoju organizmu, śledzić migrujące komórki i szczegółowo badać mechanikę podziału komórek.

GFP został wyizolowany z meduzy Aequorea wiktoria , który świeci na zielono wokół obrzeża, gdy jest poruszony. Shimomura, emerytowany profesor w Woods Hole, dzieli tegoroczną Nagrodę Chemiczną za wyizolowanie odpowiedzialnej cząsteczki latem 1961 roku. Shimomura prowadził dalsze prace nad GFP w latach 70-tych.

W przeciwieństwie do wielu innych białek bioluminescencyjnych, GFP nie potrzebuje paliwa do świecenia – po prostu zamienia światło niebieskie lub UV na zielone. Ta jakość okazała się ważna dla naukowców stosujących GFP do badania biologii komórki pod mikroskopem, ponieważ nie wymaga dodawania innych chemikaliów, które mogłyby zakłócać badane komórki lub tkanki.

Kolorowe stworzenie: Ta śpiąca małpka wykazuje ekspresję GFP z genem zmutowanego białka Huntingtona. Zwierzęta te są wykorzystywane przez naukowców do badania choroby Huntingtona.

Martin Chalfie , obecnie przewodniczący wydziału nauk biologicznych na Uniwersytecie Columbia, jako pierwszy zademonstrował wartość GFP jako znacznika genetycznego. Chalfie zdał sobie sprawę, że gdyby gen GFP mógł być połączony z genem innego białka, to możliwe byłoby obserwowanie włączania tego genu pod mikroskopem. W 1994 roku Chalfie zademonstrował tę technikę w maleńkim robaku zwanym C. elegans , który ma mniej niż tysiąc komórek. Dołączył gen GFP do części C. elegans gen, który jest wyrażany tylko w sześciu komórkach zwierzęcia; pod mikroskopem te sześć komórek świeciło na zielono.

Praca Chalfie wykazała, że ​​GFP może powiedzieć biologom, czy komórka wyraża konkretny gen. Roger Y. Tsien , profesor biochemii na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego, oparł się na pracy zarówno Shimomury, jak i Chalfie, opracowując wiele odmian GFP, z których każdy świeci innym kolorem, umożliwiając naukowcom śledzenie różnych procesów biologicznych w tej samej komórce. Eksperymentując ze zmianami w sekwencji genu GFP, Tsien opracował białka, które fluoryzują w odcieniach niebieskiego i żółtego. Po tym, jak rosyjscy naukowcy opracowali złożone czerwone białko fluorescencyjne, Tsien stworzył również prostszą w użyciu wersję.

Konieczne jest, aby naukowcy mapowali i rozumieli rolę różnych białek i ich interakcji w organizmie w czasie rzeczywistym, mówi w oświadczeniu Elias Zerhouni, dyrektor National Institutes of Health. Zrozumienie, w jaki sposób działa ta maszyneria białkowa, zwiększy naszą wiedzę na temat potencjalnych przyczyn choroby i być może doprowadzi do lepszych metod leczenia.

ukryć