Hvad får en vandmand til at lyse? For forskerne førte det enkle spørgsmål til et kraftfuldt nyt værktøj, der har ændret lægevidenskaben fuldstændigt – og som har vundet Nobelprisen!

I 2007 så forskere på UC San Diego, hvordan brystkræftceller vandrede i realtid. I 2009 optog forskere fra UC Davis og Mount Sinai School of Medicine videooptagelser af HIV, der spredte sig mellem immunceller. Biologiske processer, der engang var skjult for os, kan nu blive oplyst som en ildflue, og det er alt sammen muligt takket være et eksperiment, der blev smidt i vasken.

I 1960 forsøgte Osamu Shimomura ikke at revolutionere videnskaben – hvis han havde forsøgt det, var han måske ikke begyndt med at studere vandmænd. Shimomura var en ung forsker med et simpelt spørgsmål:

Hans forsøg på at isolere et luminescerende luciferaseenzym fra vandmanden fungerede kun delvist. Efter forskellige justeringer i laboratoriet var han kun i stand til at frembringe et svagt lysende lys fra prøver isoleret fra vandmanden, så han smed prøverne i en håndvask for at gøre rent for dagen. Da væsken ramte vasken, var der et pludseligt lysende blåt lysglimt.

Shimomura fandt hurtigt ud af, at det ikke var selve vasken, men havvandet – nærmere bestemt kalken i havvandet – der reagerede med prøverne fra krystalgeléen for at skabe det blå lysglimt. Men der var endnu et mysterium: Krystalgeléer lyser grønt, ikke blåt.

Shimomura opstillede den hypotese, at der var et yderligere stof i manen, som absorberede det blå lys og derefter udsendte grønt lys. Dette stof viste sig at være et unikt protein, som Shimomura gav navnet Green Fluorescent Protein, forkortet “GFP”.

Et glimt af glans

I midten af 1980’erne arbejdede Martin Chalfie fra Columbia University med den gennemsigtige rundorm, C. elegans, og forsøgte at undersøge, hvor bestemte gener blev udtrykt i ormen.

På det tidspunkt var det blevet meget lettere at finde gener i en organismes DNA, men det var en stor udfordring at finde ud af, hvad genet var ansvarlig for, og hvor genet blev udtrykt.

Efter at have overværet et foredrag, hvor GFP tilfældigvis blev nævnt, fik Chalfie et øjeblik med inspiration: Da GFP er et protein, kunne han indsætte den DNA-sekvens, der koder for GFP, i rundormens DNA, og få dem til at udtrykke det lysende protein sammen med et hvilket som helst gen, han studerede. Det lysende lys ville fungere som en markør, der kunne vise, hvor generne blev udtrykt.

Chalfies metode virkede. Pludselig blev usynlige processer gjort synlige, hvilket åbnede en ny verden af biologisk og medicinsk forskning.

Alle hjernebuens farver

Selv om GFP åbnede døren, havde den også begrænsninger. Den falmede for hurtigt til visse undersøgelser, og den kom kun i én farve. Roger Tsien, en biokemiker ved UC San Diego, tog GFP og udviklede nye variationer, der var lysere og lyste i en række forskellige farver, som Tsien gav finurlige navne som “Monomeric banana” og “Tandem dimer tomato.”

Med en række farver af GFP kunne forskerne observere flere processer på samme tid og med større præcision end nogensinde før. Forskere på Harvard brugte den flerfarvede metode til at kortlægge de enkelte neuroner i musehjerner og skabte et ikonisk billede, der er kendt som “hjernebuen”.”

I 2008 delte Shimomura, Chalfie og Tsien Nobelprisen for opdagelsen og udviklingen af GFP. I en tid præget af stigende fokus på anvendt forskning er det værd at huske på, at en videnskabelig revolution startede med grundforskning, ophidsede vandmænd og et eksperiment, der blev kastet ned i afløbet.