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Hablando con Científicos

El conocimiento científico crece gracias a la labor de miles de personas que se esfuerzan, hasta el agotamiento, por encontrar respuestas a los enigmas que plantea la Naturaleza. En cada programa un científico conversa con Ángel Rodríguez Lozano y abre para nosotros las puertas de un campo del conocimiento.

Luz en el interior de la célula. Hablamos con Juan Llopis

Proteinas fluorescentes - Hablando con Científicos podcast - CienciaEs.com

Las células son estructuras biológicas diminutas y generalmente transparentes. Observarlas con el microscopio, sin una preparación previa que permita tintar sus diferentes orgánulos, es una empresa inútil. La imagen real no tiene nada que ver con el colorido de las láminas con las que nos enseñan los componentes celulares en el colegio. Como el dibujante que quiere resaltar los detalles de su obra, el científico que desea observar el interior de una célula debe colorearla.

En los institutos de enseñanza media, aquellos que tienen la suerte de contar con un laboratorio y usarlo, los estudiantes aprenden a utilizar colorantes, como azul de metileno o la fucsina, para preparar células de cebolla y observarlas en con el microscopio. Es una práctica interesante, aunque esos colorantes tan sólo proporcionan una visión de escasa nitidez.

Cuando se quiere observar la célula con mucho más detalle, se utilizan “proteínas fluorescentes”. Con ellas, los científicos han perfeccionado técnicas que les permiten observar en vivo, no solamente los distintos orgánulos celulares, sino el movimiento interno de estructuras mucho más diminutas, como átomos y moléculas.

Nuestro invitado hoy, Juan Francisco Llopis Borras, director del Centro Regional de Investigaciones Biomédicas (CRIB) de la Universidad de Castilla-La Mancha, es un investigador que ha participado en el desarrollo de la moderna paleta de colores con los que se puede pintar el interior de las células.

La historia del descubrimiento de las proteínas fluorescentes tiene su origen las propiedades de un protagonista con aires fantasmales: la medusa Aequorea victoria. Nunca mejor dicho lo de “aires fantasmales” porque, durante las noches de primavera y verano en las costas de Norteamérica, enormes bancos de medusas suelen iluminar el agua del océano con sus coronas de brillantes puntos azulados. Un fenómeno conocido como “bioluminiscencia”.

El estudio de las proteínas fluorescentes comenzó en los años 60, cuando el investigador japonés Shimomura consiguió aislar el componente que dotaba de luz a la Aequorea victoria: la aequorina. En 1962 Shimomura y Johnson lograron aislar de la aequorina una proteína que desprendía un ligero color verde al ser iluminada por la luz solar, amarillento bajo la luz de una bombilla y un intenso verde fluorescente bajo la luz ultravioleta. Este fue el principio de la “proteína fluorescente verde” o GFP.

Aquel descubrimiento despertó el interés de Martin Chalfie, un investigador estadounidense que estudiaba el Caernohabditis elegans, un gusano diminuto cuyo cuerpo tan sólo contiene 959 células, pero son suficientes para proporcionarle un cerebro, para crecer y reproducirse. Chalfie tuvo la idea de insertar el gen productor de la GFP en una bacteria y le encargó a la estudiante Ghia Eukirchen que lo intentara. Ghia tuvo éxito y consiguió que un conjunto de bacterias brillara bajo el microscopio con un bonito color verde. Después Chalfie dio un salto más y logró insertar el gen de la GFP en unas pocas células del gusano C. elegans.

Ya se tenía un pincel, ahora hacía falta una verdadera paleta de colores y aquí es donde interviene el investigador de origen chino Roger Tsien, en cuyo equipo trabajó durante nuestro invitado, Juan F. Llopis, durante aquellos años tan productivos. El equipo de Tsien con la ayuda de la tecnología de ADN, logró cambiar la fórmula del GFP de tal manera que le proporcionó a la proteína la posibilidad de emitir luz de otros colores como el cian, azul y amarillo. Además, en una serie de experimentos logró acoplar al gen de GFP a otras proteínas, convirtiéndolo así en una fuente de información que permitía hacer un seguimiento de ésta a medida que era producida en el interior de la célula. Así, la proteína fluorescente verde (GFP) y un conjunto de proteínas derivadas permitía determinar la abundancia y la dinámica de moléculas concretas dentro de una célula en vivo.

Shimomura, Chalfie y Tsien recibieron el Premio Nobel de Química en 2008 “por el descubrimiento y desarrollo de la proteína fluorescente verde GFP”.

Actualmente, la investigación de las GFP y sus derivados continúa en muchos laboratorios de todo el mundo, entre ellos, el Centro Regional de Investigaciones Biomédicas de la Universidad de Castilla – La Mancha, dirigido por Juan Francisco Llopis.

El pasado verano, Roger Tsien murió en un accidente mientras montaba en bicicleta. Tenía 64 años.

Hoy, Juan Francisco Llopis, catedrático de Fisiología en la Facultad de Medicina de Albacete y Director del CRIB, habla en este programa de Hablando con Científicos de su experiencia durante los años que pasó investigando junto a Roger Tsien.


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