A partir do trabalho de O. Shimomura, M. Chalfie foi pioneiro na aplicação da GFP como marcador biológico em organismos vivos. A fusão da GFP em esqueletos proteicos torna-os fluorescentes, o que permite a visualização e acompanhamento de diversos processos biológicos dentro da própria célula. Assim, em seus primeiros trabalhos nesta área, Chalfie incorporou, por manipulação genética, a GFP no DNA da bactéria Escherischia coli tornando-a fluorescente. A partir daí, a utilização de proteínas fundidas com GFP passou a se tornar uma técnica rotineira em biociências.
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A bactéria (E. coli) do lado direito da figura, que possui uma proteína fundida com GFP, fluoresce por irradiação com luz U.V.
Figura retirada do portal da GFP
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Com o desenvolvimento da técnica de formação de proteínas fundidas com GFP e sua utilização como marcador biológico, R Tsien ampliou o campo de utilização destas proteínas fundidas por substituição de vários aminoácidos da cadeia da GFP. Com isto, obteve diversas proteínas que absorvem e emitem luz em várias outras regiões do espectro. Assim, os cientistas passaram a poder “colorir” proteínas de modo diferenciado e acompanhar as interações entre elas.
Entretanto, com esta técnica, R. Tsein não conseguiu obter proteínas que emitissem a cor vermelha. Esta cor penetra mais facilmente nas membranas biológicas, e o desenvolvimento de proteínas que emitissem no vermelho facilitaria sobremaneira o estudo de células e órgãos dentro do corpo.
Pesquisadores russos em um trabalho associado com R. Tsein isolaram a proteína vermelha (DsRed) de corais e observaram que, diferente da GFP, a mesma é bem mais pesada e consiste de quatro cadeias de aminoácidos, ao invés de uma como a GFP, o que dificultaria muito a incorporação da DsREd para a obtenção de proteínas fundidas. Tsein resolveu esta questão por modificação do cromóforo do GFP criando uma DsREd estável que consiste em uma cadeia de aminoácidos, agora facilmente sendo incorporada a outras cadeias protéicas
A partir destes trabalhos, cientistas do mundo inteiro conseguem colorir proteínas com os diversos matizes do arco-íris criando um verdadeiro caleidoscópio de proteínas do tipo GFP.
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Neurônios de ratos coloridos com proteínas fundidas do tipo GFP
Figura reproduzida com a permissão da Fundação Nobel |
Referências e Links
Fundação Nobel: http://nobelprize.org/
Artigo original de Shimomura:
O Shimomura, FH Johnson, Y Saiga: Extraction, purification and properties of aequorin, a bioluminescent protein from the luminous hydromedusan, Aequorea. J. Cell. Comp. Physiol. 59 (1962) 223-29.
Portais dos Laureados:
Osamu Shimomura, O Site da GFP
Martin Chalfie, Universidade de Columbia, EUA
Roger Y. Tsien, Laboratório Tsien, Universidade da California, San Diego, EUA
Matéria de Celia Henry Arnaud para a revista Chemical & Engeneering News, 13 out, 2008
