Stworzenie mapy neuronów mózgu, obserwacja rozwoju komórek rakowych i śledzenie skuteczności stosowanej terapii antynowotworowej – takie możliwości daje małe, niepozorne białko – GFP. Choć poza świeceniem nie robi nic więcej, to i tak jest teraz najsłynniejszym białkiem świata – mówiła dr Beata Wielgus-Kutrowska podczas zajęć “Letniej Szkoły Fizyki” na Uniwersytecie Warszawskim.
Właściwości GFP (ang. green fluorescent protein, czyli zielone białko fluorescencyjne) – okazały się na tyle ciekawe, że jego odkrywcy i badacze: Martin Chalfie, Osamu Schimomura i Roger Tsien otrzymali w 2008 roku Nagrodę Nobla z chemii.
Pochodzące z ciała meduzy białko jest wykorzystywane jako lampka – znacznik umożliwiający badanie właściwości białek, fragmentów organizmów, guzów nowotworowych.
Jak wyjaśniała dr Wielgus-Kutrowska, można je “bezkarnie” przyłączyć do białek wytwarzanych przez organizm w sposób naturalny lub do całych komórek. “Jeśli przyczepimy je do białek żywego stworzenia – np. królika – wówczas będzie świeciła cała jego postać” – powiedziała.
Ciekawość naukowców budzi również fakt, że nadal nie jest znana dokładna funkcja GFP. W organizmie meduzy nie ma ono w zasadzie konkretnego zadania do wykonania. “Jest to jego kolejną zaletą. Gdyby odgrywało ono konkretną rolę, to przyczepiając je do innych białek spowodowalibyśmy, że organizm zyskiwałby tę dodatkową funkcję. W rezultacie mogłoby to być zabójcze” – tłumaczyła prelegentka.
Białko ma niewielkie wymiary, dzięki czemu nie przeszkadza w prawidłowym funkcjonowaniu tego elementu, do którego jest przyczepione.
Z takim przyczepionym kawałkiem GFP, białka mogą być swobodnie produkowane przez organizm. Jest ono doskonałym znacznikiem, bo jeżeli białko w organizmie się przemieści to razem z nim zrobi to również świecące GFP. Dzięki temu można obserwować reakcje i procesy zachodzące w organizmie.
Wszystkie inne białka są dla naszych oczu szarą masą, dlatego trudno było np. wyodrębnić znajdujące się w mózgu neurony. Właśnie GFP naukowcy zawdzięczają stworzenie mapy neuronów w mózgu myszy.
GFP umożliwia obserwację struktur organizmu, lokalizację białek w komórkach, obserwację przemieszczających się i oznakowanych części organizmu.
Dzięki białkom GFP można wyznaczyć komórki macierzyste w śluzówce żołądka i badać rozwój komórek rakowych. Jak wyjaśniała dr Wielgus-Kutrowska, jednym ze sposobów na niszczenie nowotworów jest ich głodzenie, poprzez hamowanie rozwoju odżywiających go naczyń krwionośnych. Oznaczenie np. na czerwono naczyń krwionośnych, a nowotworu na zielono umożliwia obserwację skuteczności terapii lub jej braku.
Prelegentka przypomniała, że GFP zostało odkryte w 1962 roku przez japońskiego biochemika, Osamu Shimomurę. Niestety otrzymanie małej buteleczki z GFP wymaga znalezienia około 10 tysięcy meduz. Dlatego Shimomura wraz z całą rodziną i współpracownikami wybierał stworzonka z wód Północnego Pacyfiku. Następnie za pomocą maszyny, odcinał obrzeża meduz, w których zawarte było GFP. Po kilku skomplikowanych procesach chemicznych i oczyszczeniu otrzymywał GFP.
Choć w naturze białko świeci na zielono-niebiesko, to naukowcy bardzo chętnie zaczęli bawić się jego kolorami. Obecnie poprzez dokonywanie mutacji w aminokwasach budujących białko można uzyskać kilka kolorów. Taka zabawa barwami jest bardzo przydatna, bo dzięki większej ich liczbie można w różny sposób oznaczyć elementy organizmu i badać nawet złożone procesy.
Ewelina Krajczyńska
źródło: PAP – Nauka w Polsce