¿Qué hace brillar a una medusa? Para los científicos, esta simple pregunta ha dado lugar a una nueva y poderosa herramienta que ha transformado por completo la medicina, y que ha sido galardonada con el premio Nobel

En 2007, los investigadores de la Universidad de California en San Diego observaron la migración de las células del cáncer de mama en tiempo real. En 2009, científicos de la UC Davis y de la Escuela de Medicina Mount Sinai captaron en vídeo la propagación del VIH entre las células inmunitarias. Procesos biológicos que antes se nos ocultaban ahora pueden iluminarse como una luciérnaga, y todo es posible gracias a un experimento que se tiró por el desagüe.

En 1960, Osamu Shimomura no intentaba revolucionar la ciencia; si lo hubiera hecho, quizá no habría empezado estudiando medusas. Shimomura era un joven investigador con una simple pregunta: ¿Qué hacía que la medusa de cristal, Aequorea victoria, brillara de color verde cuando se agitaba?

Sus intentos de aislar una enzima luciferasa luminiscente de la medusa sólo funcionaban parcialmente. Después de varios ajustes en el laboratorio, sólo fue capaz de producir un escaso brillo a partir de las muestras aisladas de las medusas, por lo que arrojó las muestras a un fregadero para limpiar el día. Cuando el líquido cayó en el fregadero, se produjo un repentino destello azul brillante.

Shimomura descubrió rápidamente que no era el fregadero en sí, sino el agua de mar -específicamente el calcio del agua de mar- la que reaccionaba con las muestras de la medusa de cristal para crear el destello azul. Pero había un misterio más: Las jaleas de cristal brillan en verde, no en azul.

Shimomura planteó la hipótesis de que había un compuesto adicional en la medusa que absorbía la luz azul y luego emitía luz verde. Este compuesto resultó ser una proteína única que Shimomura denominó proteína verde fluorescente, «GFP» para abreviar.

Un destello de brillantez

A mediados de la década de 1980, Martin Chalfie, de la Universidad de Columbia, estaba trabajando con el gusano redondo transparente, C. elegans, intentando estudiar dónde se expresaban ciertos genes en el gusano.

Por aquel entonces, encontrar los genes en el ADN de un organismo era mucho más fácil, pero averiguar de qué era responsable el gen y dónde se expresaba era todo un reto.

Después de asistir a una conferencia en la que se mencionó la GFP, Chalfie tuvo un momento de inspiración: Como la GFP es una proteína, podría insertar la secuencia de ADN que codifica para la GFP en el ADN de los ascárides, y hacer que expresaran la proteína brillante junto con cualquier gen que estuviera estudiando. El brillo serviría como marcador para mostrar dónde se expresaban los genes.

El método de Chalfie funcionó. De repente, los procesos invisibles se hicieron visibles, abriendo un nuevo mundo de investigación biológica y médica.

Todos los colores del arco iris cerebral

Aunque la GFP abrió la puerta, tenía limitaciones. Se desvanecía con demasiada rapidez para algunas investigaciones y sólo se presentaba en un color. Roger Tsien, bioquímico de la Universidad de California en San Diego, tomó la GFP y desarrolló nuevas variaciones que eran más brillantes y brillaban en una serie de colores diferentes, a los que Tsien dotó de nombres caprichosos, como «plátano monomérico» y «tomate dímero en tándem».

Tener una serie de colores de GFP permitió a los investigadores observar múltiples procesos al mismo tiempo, con mayor precisión que nunca. Los investigadores de Harvard utilizaron el enfoque multicolor para cartografiar neuronas individuales de cerebros de ratones, creando una imagen icónica conocida como el «arco iris cerebral».

En 2008, Shimomura, Chalfie y Tsien compartieron el Premio Nobel por el descubrimiento y desarrollo de la GFP. En una época marcada por la creciente atención a la investigación aplicada, vale la pena recordar que una revolución científica comenzó con la investigación básica, medusas agitadas y un experimento que se tiró por el desagüe.