Co způsobuje, že medúza svítí? Položení této jednoduché otázky vedlo vědce k novému mocnému nástroji, který zcela změnil medicínu – a získal Nobelovu cenu!“

V roce 2007 vědci z Kalifornské univerzity v San Diegu sledovali v reálném čase migraci buněk rakoviny prsu. V roce 2009 vědci z UC Davis a Mount Sinai School of Medicine zachytili na video šíření viru HIV mezi imunitními buňkami. Biologické procesy, které nám kdysi zůstávaly skryty, mohou být nyní osvětleny jako světlušky, a to vše díky experimentu, který byl hozen do kanálu.

V roce 1960 se Osamu Shimomura nesnažil o revoluci ve vědě – kdyby ano, možná by nezačal studiem medúz. Shimomura byl mladý výzkumník s jednoduchou otázkou:

Jeho pokusy izolovat z medúzy luminiscenční enzym luciferázu byly jen částečně úspěšné. Po různých úpravách v laboratoři se mu ze vzorků izolovaných z medúzy podařilo vytvořit pouze slabou záři, a tak vzorky vyklopil do dřezu, aby se pro dnešek uklidil. Když tekutina dopadla do dřezu, objevil se náhlý jasně modrý záblesk.

Šimomura rychle zjistil, že to nebyl samotný dřez, ale mořská voda – konkrétně vápník v mořské vodě – která reagovala se vzorky z křišťálové medúzy a vytvořila modrý záblesk. Existovala však ještě jedna záhada:

Shimomura vyslovil hypotézu, že v medúzách je další sloučenina, která pohlcuje modré světlo a pak vyzařuje zelené světlo. Ukázalo se, že touto sloučeninou je jedinečný protein, který Shimomura pojmenoval Green Fluorescent Protein, zkráceně „GFP“.

Záblesk záře

V polovině 80. let pracoval Martin Chalfie z Kolumbijské univerzity s průhlednou hlísticí C. elegans a pokoušel se studovat, kde jsou v hlísti exprimovány určité geny.

V té době bylo nalezení genů v DNA organismu mnohem snazší, ale zjistit, za co je gen zodpovědný a kde je exprimován, bylo poměrně náročné.

Po návštěvě přednášky, na které se náhodou objevila zmínka o GFP, měl Chalfie okamžik inspirace: Protože GFP je protein, mohl by do DNA hlístic vložit sekvenci DNA, která GFP kóduje, a nechat je exprimovat svítící protein spolu s libovolným genem, který studoval. Svítící protein by sloužil jako značka, která by ukazovala, kde se geny exprimují.

Chalfieho metoda fungovala. Najednou se neviditelné procesy staly viditelnými a otevřel se nový svět biologického a lékařského výzkumu.

Všechny barvy mozkové duhy

Přestože GFP otevřel dveře, měl svá omezení. Pro některé výzkumy příliš rychle bledla a dodávala se pouze v jedné barvě. Roger Tsien, biochemik z Kalifornské univerzity v San Diegu, vzal GFP a vyvinul nové varianty, které byly jasnější a zářily v řadě různých barev, které Tsien obdařil rozmarnými názvy, jako „monomerní banán“ a „tandemové dimerní rajče“.

Mít řadu barev GFP umožnilo vědcům pozorovat více procesů najednou, a to s větší přesností než kdykoli předtím. Vědci z Harvardu použili vícebarevný přístup k mapování jednotlivých neuronů myších mozků a vytvořili tak ikonický obrázek známý jako „brainbow“

V roce 2008 se Shimomura, Chalfie a Tsien podělili o Nobelovu cenu za objev a vývoj GFP. V době, která se vyznačuje stále větším důrazem na aplikovaný výzkum, stojí za to připomenout, že vědecká revoluce začala základním výzkumem, rozrušenou medúzou a experimentem, který byl hozen do kanálu.