Το Νόμπελ Χημείας 2008 δόθηκε για τα βιοφωσφορίζοντα κύτταρα

Πηγή: Δίκτυο, 10 Οκτωβρίου 2008

Το Νόμπελ για τη Χημεία μοιράστηκε αυτό το έτος σε δύο Αμερικανούς κι έναν Ιάπωνα, που έχουν συμβάλλει αποφασιστικά  στην ανακάλυψη και την αξιοποίηση της GFP - πράσινης φθορίζουσας πρωτεΐνης - που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να παρατηρηθούν και να μελετηθούν καλύτερα ορισμένα κύτταρα.

Σύμφωνα με την ανακοίνωση της Σουηδικής Ακαδημίας Επιστημών, οι τρεις επιστήμονες μοιράζονται το Νόμπελ Χημείας για την ανακάλυψη και την αξιοποίηση της πράσινης φθορίζουσας πρωτεΐνης Green Fluor-escent Protein (GFP). Ειδικότερα, ο Osamu Shimomura πέτυχε να απομονώσει την πρωτεΐνη από τη μέδουσα Aequorea victoria, o Martin Chalfie απομόνωσε το γονίδιο της GFP και εισάγοντάς το πριν από τα γονίδια που ήθελε να μελετήσει, πέτυχε να παρατηρεί τον τόπο και τον χρόνο της έκφρασής τους στο διάφανο, και τώρα φθορίζον, πειραματόζωο C. elegans. Στο εργαστήριο του Tsien, τέλος, τροποποιήθηκε η GFP έτσι ώστε να δημιουργηθούν περισσότερες που απορροφούν σε διαφορετικά μήκη κύματος και κατά συνέπεια να υπάρχουν φθορίζουσες πρωτεΐνες όλων των χρωμάτων.

Η πρωτεΐνη που βρίσκεται σε ορισμένες μέδουσες είναι βιοφωτοβόλες και λάμπουν. Αλλά η κύρια διαφορά μεταξύ της GFP και άλλων πρωτεϊνών, όπως η λουσιφεράση που βρίσκεται στις πυγολαμπίδες, είναι ότι αντίθετα από τις τελευταίες η ικανότητα που έχει η GFP να λάμπει δεν εξαρτάται από μια συγκεκριμένη χημική ουσία που καταναλώνεται σε αυτή την διαδικασία.

Όταν ένα κύτταρο παράγει αυτήν την πρωτεϊνη, μερικά αμινοξέα που συνθέτουν τον πυρήνα της πρωτεϊνης υποβάλλονται σε μια σειρά αλλαγών που απαιτούν μόνο οξυγόνο, και που σχηματίζουν μια δομή που μπορεί να απορροφήσει το υπεριώδες φως και μετά να εκπέμψει μια λάμψη σε πράσινο χρώμα. Σχεδόν οποιοδήποτε κύτταρο μπορεί να τροποποιηθεί έτσι ώστε να παράγει GFP, από τα βακτηριακά κύτταρα έως εκείνα που βρίσκονται στους ανθρώπους.

Υπάρχει φυσικά στο πεδίο αυτό μια τεράστια δυνατότητα για βιολογικές μελέτες. Αντίθετα από τις περισσότερες μεθόδους που χρησιμοποιούν σήμερα οι βιολόγοι για να εξετάσουν σήμερα τα κύτταρα, αν υπάρχει ένα φωτοβόλο κύτταρο που πρέπει να εξεταστεί τότε οι επιστήμονες θα μπορούσαν να το μελετήσουν άμεσα. Επομένως θα μπορούσαν οι επιστήμονες να πάρουν ακόμα και μια ταινία από την δραστηριότητα των κυττάρων, η οποία θα προσέφερε μια καλή ματιά στις βιολογικές διαδικασίες.

Δηλαδή το φως αποκαλύπτει στους επιστήμονες όχι μόνο πού και πότε εκφράζονται τα υπό εξέταση γονίδια, αλλά και τις μετακινήσεις και τις αλληλεπιδράσεις των παραγόμενων πρωτεϊνών. Επιτρέπει επίσης στους ερευνητές να φωτίσουν τα κύτταρα ενός όγκου και να εντοπίσουν τοξίνες.

"Μπορούμε απλώς να κοιτάξουμε στο εσωτερικό ενός ζώου και να μιλήσουμε για ένα συγκεκριμένο γονίδιο", εξήγησε ο Chalfie. Ο Tsien εξέφρασε την ευγνωμοσύνη του για το Νόμπελ και παραδέχτηκε πως και άλλοι συνάδελφοί του που εργάστηκαν στον ίδιο τομέα θα μπορούσαν να είχαν συμπεριληφθεί και βραβευθεί: "Γνωρίζω όμως ότι μόνο τρεις θα μπορούσαν θα βραβευθούν. Είμαι βέβαιος ότι η Επιτροπή βρέθηκε μπροστά σε μια δύσκολη απόφαση". Όπως πρόσθεσε ο ίδιος, το πάθος του για τα χρώματα και τη χημεία το ένιωσε από μικρό παιδί. Έπασχε από άσθμα, έτσι ήταν αναγκασμένος να μένει πολλές ώρες στο σπίτι. Έπαιζε λοιπόν με τα χρώματα και έκανε πειράματα στο πρόχειρο μικρό εργαστήριό του.

Οι νικητές που μοιράζονται αυτό το βραβείο είναι ο 80-χρονος Osamu Shimomura, ομότιμος καθηγητής στο Θαλάσσιο Βιολογικό Εργαστήριο στο Woods Hole της Μασαχουσέτης καθώς και στην πανεπιστημιακή ιατρική σχολή της Βοστώνης. Γεννήθηκε το 1928 στο Κιότο της Ιαπωνίας και μη έχοντας ολοκληρώσει τον κύκλο των ανώτερων σπουδών του εξαιτίας του πολέμου, άρχισε να εργάζεται ως μέλος του τεχνικού προσωπικού στο Πανεπιστήμιο Ναγκόγια. Εκεί οι ερευνητικές επιτυχίες του τού εξασφάλισαν το διδακτορικό δίπλωμα που του επέτρεψε να εργαστεί στις ΗΠΑ.

Ο Martin Chalfie 61 ετών, και καθηγητής βιολογικών επιστημών στο πανεπιστήμιο Κολούμπια. Γεννήθηκε το 1947 στο Σικάγο και έλαβε το διδακτορικό δίπλωμά του στη Νευροβιολογία από το Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ. Υπήρξε ο πρώτος άνθρωπος που αξιοποίησε την πράσινη φθορίζουσα πρωτεΐνη για βιολογική παρατήρηση, αλλά τα επιτεύγματά του στη Νευροβιολογία είναι εξίσου σημαντικά με αυτό που του χάρισε το Νομπέλ.

Και τέλος ο Roger Tsien, 56 ετών και καθηγητής φαρμακολογίας στο πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Σαν Ντιέγκο. Γεννήθηκε το 1952 στη Νέα Υόρκη από γονείς κινεζικής καταγωγής. Η οικογενειακή παράδοση (θείοι και πατέρας στο ΜΙΤ) τον οδήγησε σε ανώτερες σπουδές: αποφοίτησε με διακρίσεις από το Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ και το 1977 έλαβε το διδακτορικό δίπλωμά του στη Φυσιολογία από το Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ, στη Βρετανία.

Η πρωτεΐνη GFP εφαρμόζεται σήμερα στις τεχνολογίες για να ανιχνεύσουν τα βαριά μέταλλα (στα μεταλλεία) και τις εκρηκτικές ύλες, στα παιχνίδια των παιδιών, ακόμη και στην τέχνη. Εκτός δε από την αμιγώς ερευνητική αξιοποίησή της, η GFP χρησιμοποιείται και για διάφορους κοινωφελείς σκοπούς: φανερώνει βαρέα μέταλλα και αρσενικό σε πηγάδια πόσιμου νερού.

Η ανακοίνωση της Ακαδημίας αναφέρει επίσης ότι χρησιμοποιείται και για τη μελέτη της τύχης των νευρικών κυττάρων αλλά και τη γέννηση των ινσουλινοπαραγωγών κυττάρων στο αναπτυσσόμενο εμβρυϊκό πάγκρεας. Είναι πράγματι τόσο το εύρος της αξιοποίησης της GFP ώστε η ανακάλυψη του ιάπωνα επιστήμονα να συγκρίνεται με την εφεύρεση του μικροσκοπίου (από τον Ολλανδό Anton van Leeuvenhoek, τον 17ο αιώνα).