O que faz uma água-viva brilhar? Para os cientistas, fazer essa simples pergunta levou a uma nova e poderosa ferramenta que transformou completamente a medicina – e ganhou o Nobel!

Em 2007, pesquisadores da UC San Diego assistiram à migração das células do câncer de mama em tempo real. Em 2009, cientistas da UC Davis e da Mount Sinai School of Medicine capturaram vídeos de propagação do HIV entre células imunológicas. Processos biológicos que antes eram escondidos de nós podem agora ser iluminados como um pirilampo, e tudo isso é possível graças a uma experiência que foi atirada pelo ralo.

Em 1960, Osamu Shimomura não estava tentando revolucionar a ciência – se ele tivesse estado, ele poderia não ter começado estudando medusas. Shimomura era um jovem pesquisador com uma simples pergunta: O que fazia a medusa de cristal, Aequorea victoria, brilhar verde brilhante quando agitada?

As suas tentativas de isolar uma enzima luciferase luminescente da medusa só funcionavam parcialmente. Após vários ajustes no laboratório, ele só conseguiu produzir um brilho baixo a partir de amostras isoladas da água-viva, então ele jogou as amostras em uma pia para limpar para o dia. Quando o fluido atingiu a pia, houve um súbito clarão azul brilhante.

Shimomura rapidamente descobriu que não era a pia em si, mas a água do mar especificamente o cálcio na água do mar – que reagiu com as amostras da geléia de cristal para criar o clarão azul. Mas havia um outro mistério: As geleias de cristal brilham verde, não azul.

Shimomura supôs que havia um composto adicional na água-viva que absorvia a luz azul e depois emitia luz verde. Este composto revelou-se uma proteína única que Shimomura chamou de Proteína Fluorescente Verde, “GFP” para abreviar.

Um flash de brilho

Em meados dos anos 80, Martin Chalfie da Universidade de Columbia estava trabalhando com o verme redondo transparente, C. elegans, tentando estudar onde certos genes eram expressos no verme.

Naquela época, encontrar genes no DNA de um organismo estava ficando muito mais fácil, mas descobrir para que o gene era responsável, e onde o gene era expresso, era bastante desafiador.

Após assistir a uma palestra que por acaso mencionou a GFP, Chalfie teve um momento de inspiração: Como GFP é uma proteína, ele podia inserir a seqüência de DNA que codifica para GFP no DNA das minhocas redondas, e fazer com que elas expressassem a proteína brilhante junto com qualquer gene que ele estivesse estudando. O brilho serviria como um marcador para mostrar onde os genes estavam sendo expressos.

O método de GFP funcionou. De repente, processos invisíveis foram tornados visíveis, abrindo um novo mundo de pesquisa biológica e médica.

Todas as cores do arco cerebral

Embora a GFP abrisse a porta, ela tinha limitações. Desvaneceu-se muito rapidamente para alguma pesquisa, e só veio numa cor. Roger Tsien, um bioquímico da UC San Diego, tomou GFP e desenvolveu novas variações que eram mais brilhantes e brilhantes em uma variedade de cores diferentes, que Tsien dotou com nomes caprichosos, como “Banana monomérica” e “Tomate Tandem dimer”

Dispondo uma variedade de cores de GFP, permitiu aos pesquisadores observar múltiplos processos ao mesmo tempo, com maior precisão do que nunca. Pesquisadores em Harvard usaram a abordagem multicolor para mapear neurônios individuais de cérebros de mouse, criando uma imagem icônica conhecida como o “arco cerebral”

Em 2008, Shimomura, Chalfie e Tsien compartilharam o Prêmio Nobel para a descoberta e desenvolvimento da GFP. Em uma era marcada pelo crescente foco na pesquisa aplicada, vale lembrar que uma revolução científica começou com a pesquisa básica, a agitação da água-viva e uma experiência que foi jogada pelo cano abaixo.