Proteínas fluorescentes Lorena Mendiola Almaraz El descubrimiento de las proteínas fluorescentes ha tenido un enorme impacto en el estudio de fenómenos celulares in vivo, ya que permiten rastrear proteínas en células u organismos de forma dinámica. Esto es imposible hacerlo, en general, con la mayoría de las técnicas de microscopía existentes en las que se utilizan preparaciones muertas del espécimen estudiado. Este tipo de proteínas se encontró en una medusa del Pacífico Norte, la aquorea victoria, que presenta una luminosidad color verde debida a una proteína fluorescente de nombre GFP (por sus siglas en inglés). La fluorescencia es la capacidad de convertir luz invisible para nuestros ojos en visible. Por ejemplo, GFP capta luz de 387 hasta cerca de 400 nm, y la emite en el rango verde claro de luz visible. La GFP debe su fluorescencia a tres aminoácidos en inmediata sucesión, envueltos en una estructura protectora de proteína llamada lata beta (beta can, como es reportada en artículos internacionales). Esta estructura evita que los tres aminoácidos fluorescentes (llamados cromóforo en su conjunto) pierdan sus capacidades lumínicas ante cambios de pH, de temperatura y de concentración en el medio. (Estudios muy recientes de bioestructuras in sílico, demuestran que las condiciones del entorno pueden producir cambios en el ángulo en que están ubicados los aminoácidos: uno frente al otro, lo que provoca diferencias en la longitud de onda de absorción y emisión de la proteína). Este tipo de proteínas se pueden fusionar a otras proteínas de interés; por ejemplo, pueden utilizarse para el rastreo óptico de proteínas en células vivas funcionales, para dilucidar dónde y cómo se ubican en la célula, o se pueden usar como marcadores del plegamiento tridimensional (cuando las proteínas cobran su forma espacial funcional) de otros polipéptidos. Estos estudios son imposibles en la microscopía de campo claro y, en consecuencia, difíciles en la de campo oscuro. El rastreo óptico ha sido muy utilizado para ubicar líneas celulares embrionarias de gástrulas en organismos juveniles, haciendo que una de las células de la gástrula (que constituirá tejidos corporales en el organismo formado) exprese la GFP (y por lo tanto se haga fluorescente), y rastreando después, por microscopía de fluorescencia, el destino de dicha línea en el organismo juvenil o adulto. Para el segundo caso, o sea, el plegamiento tridimensional de otros polipéptidos, que es necesario en todas las proteínas después de su síntesis, se requiere la fusión de un extremo de GFP con la proteína o polipéptido de interés; de tal manera que las proteínas deban tomar una conformación espacial al mismo tiempo (en realidad están físicamente unidas). En caso de que no exista plegamiento, no se desarrolla fluorescencia. De esta forma, por microscopía de luz uv, se puede detectar si una proteína tomó o no conformación tridimensional o si se encuentra en forma plana o desordenada y, por lo tanto, disfuncional. Tiempo después del descubrimiento de GFP, algunos grupos sumamente destacados como el de James Remington, lograron crear proteínas variantes de ésta, con diferentes propiedades fluorescentes. De esta manera surgieron la BFP y la YFP, de colores azul y amarillo, respectivamente. Curiosamente, estas variantes poseen sólo pequeñísimas diferencias genéticas entre sí (de un solo nucleótido) y con su proteína madre (la obtenida de aquorea victoria), por lo que han sido objeto de intensos estudios de genética molecular. Actualmente en la UNAM, el grupo de los doctores Joel Osuna y Paul Gaytan (IBt) está desarrollando proyectos de alta tecnología en evolución dirigida por deleción/inserción (indeles) de tripletes (tercias de bases nitrogenadas, que en la proteína darán lugar a aminoácidos) utilizando como método de selección las capacidades fluorescentes de la GFP. Referencias: 1.FRET based in vivo screening for protein holding and increased protein stability. Philipps B, Hennecke J, Glockshuber R. Journal of Molecular Biology. 2003. 327, 239-49 2.Transgenic zebrafish reveal stage-specific roles for Bmp signaling in ventral and posterior mesoderm development. Pyati UJ, Webb AE, Kimelman D. Development. 2005. 132(10):2333-43. Epub 2005 Apr 13.