27 de noviembre de 2021
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Evelio Giraldo Ospina

La medusa-luz y el Premio Nobel

2 de octubre de 2011

Año 1955. El señor Shimomura tenía ahora 27 años y llegaba recomendado por su profesor Yasunaga a la Universidad de Nagoya, Japón,  como un estudiante de investigación graduado en Química Farmacéutica. Lo acogió el profesor Hirata quien trabajaba en Bilogía Molecular y Química orgánica – temas que Shimomura no había transitado – y él interpretó esa sorprendente bienvenida como “una señal dada por el cielo”.

Nacido en Kioto en abril de 1928, pertenecía a la generación de adolescentes que recibió las bombas atómicas de Hiroshima y Nagasaki. Durante su educación secundaria no tuvo clases ni un solo día pero aprendió a reparar aviones, a apagar incendios y a ver enterrar sus muertos. Vivió en Manchuria, en Sasebo, en Nagasaki y en Isayaha, en la granja de campo de sus abuelos maternos huyendo de los bombardeos. Su abuela lo educaba para comportarse como  un samurái y le fabricaba trajes de seda. Estudió Química en la vaporizada Universidad de Nagasaki, en un galpón levantado cerca de su casa, elaborando equipos de la nada, fabricando capilares de vidrio y con ellos estudiando “detalladamente- dice” los iones de los metales en base a los hermosos colores con que marcaban su presencia al encenderse. Cromatografía. Fue su primer trabajo publicado en 1951.

Ese día de 1955, el profesor Hirata lo recibió en un maravilloso laboratorio y con un recipiente lleno de un pequeño crustáceo deshidratado llamado Cypiridina. Ya sabían que la luz que emitía provenía de una sustancia llamada luciferina, hasta ahora imposible de purificar y cristalizar. ¿Podría él intentarlo, a pesar de los 20 años de esfuerzos infructuosos realizados? La respuesta de Shimomura fue: “Me gustaría hacer mi mejor esfuerzo”. Diez meses después la luciferina cristalizada estaba lista. Y el señor Shimamura no pudo conciliar el sueño durante tres noches con sus días, pues la emoción lo embargaba. Sintió que se abría una ventana de luz en su vida, rasgando la oscuridad en que los horrores de la guerra lo habían mantenido. Dice: “…esto me dio esperanza para mi futuro”.

Corría el año de 1960. Aceptó la invitación a trabajar  hecha por la Universidad de Princeton en USA. Recibió su título de Doctor  por la Universidad de Nagoya. Obtuvo una beca Fullbright para continuar investigando. Y llegó el día de su matrimonio, arreglado a la manera tradicional japonesa por una casamentera con la señorita Akemi Okubo, también graduada en el Departamento de Farmacia donde él trabajaba. Ella llegaría un poco después que él a América. Atravesaron el Océano Pacífico, desembarcó cerca a Seattle y después atravesó el país en tren hasta New Jersey.

En el laboratorio de Princeton, otra vez fue recibido por su profesor sosteniendo en las manos un pequeño tubo de ensayo con un polvo blanco. ¡Y en ese momento tuvo su encuentro con la medusa-luz, Aquorea victoria ¡
Debió proveerse de 850.000 medusas-luz, que abundaban al otro lado del país, en las heladas aguas de Friday Harbor en la Isla de San Juan, en límites con el Canadá y cerca de los glaciares del Polo Norte. Entre 1961 y 1988 realizó 19 viajes acompañado de su esposa e hijo y del profesor  Frank Johnson  en algunos,. Fueron tiempos muy felices en que las medusas recorrían a raudales la costa  y ellos pescaban casi con la mano brillantes peces que comían en forma de sashimi. Allí, con el profesor R. Fernald y estudiantes locales, aislaban el anillo luminoso y lo preparaban en el Laboratorio de Friday Harbor, de la Universidad de Washington. Así, en Princeton purificó y cristalizó la luciferina y separó una proteína que bautizó “aequorin”. Encontró que emitía luz en ausencia de oxígeno y en presencia del ion Ca+2.  La primera photoproteína. La proteína verde fluorescente. La GFP. Le tomó 12 años  clarificar la estructura molecular y el mecanismo químico de la bioluminiscencia de la aequorina. Envió cientos de muestras a investigadores de todo el mundo. Y apareció la patente para el cDNA, de la GFP, clonado y recombinado en 1985, a nombre de la Universidad de Georgia y Chisso Corporation de Japón.

El Doctor Shimomura ha continuado sus investigaciones durante un tiempo en el Laboratorio de Biología Marina-BML  y posteriormente en su propio laboratorio de Photoproteínas. Sin embargo, la medusa-luz, A. victoria, habría de brillar en otros escenarios.
En 1991 el investigador graduado en Harvard, especializado en Cambridge-UK, nacido en Chicago y descendiente de inmigrantes  rusos,  Martin Chalfie, estudia la mecano-sensación. Neuroreceptores de estímulos externos y movimiento, con el ion Ca+2,  Para tal fin trabaja con una especie de pequeña lombriz transparente, el nemátodo Caenorhabditis elegans. El Dr. Chalfie estaba en la Universidad escuchando un Seminario cuando el conferencista hizo referencia a la proteína verde fluorescente – GFP – que emitía su luz en presencia del Ca+2 ; hasta allí pudo escuchar. Visualizó el nemátodo transparente con los seis neuroreceptores identificados emitiendo una brillante luz verde y…vivo. ¡La ciencia y la tecnología aprendiendo el funcionamiento y las interrelaciones de un ser vivo!  Cuando dispuso del cDNA de la GFP clonado, que le fue suministrado por Dr. Douglas Prasher, del Woods Hole Oceanographic Institute, la doctora Guia Eurskirchen introdujo exitosamente el DNA en E. coli y  finalmente fue Yuan Tu quien introdujo la GFP en el nemátodo C. elegans. Esa maravillosa microfotografía fluorescente fue portada de la Revista Science el 11 de febrero de 1994. Ni que decir que la GFP que brillaba en el nemátodo era la GFP de la medusa-luz.

Un tercer visionario apareció en la escena del Nobel. El Ingeniero Molecular y  Bioquímico de la Universidad de Harvard , Dr. Roger Tsien, nacido en 1952 en New York, de padres chinos, 34ª generación de su ancestro paterno Qian Lu, quien estableció un reino alrededor de Hangzhou con muchos proyectos de ingeniería civil; en el año 978 AD se rindió a la dinastía Sung para evitar un baño de sangre. Y Tsien dice: “Yo también soy ingeniero. Conservo la tradición”.

Al Dr. Tsien no le bastaba un solo color fluorescente, el verde; necesitaba tener múltiples colores pues de sus estudios en neurología dice: ” El cerebro deriva su poder de trillones de neuronas trabajando en paralelo, entonces yo necesito ver cantidad  de neuronas simultáneamente, activándose unas a otras y procesando información. “ Necesitaba una Paleta de Colores y la obtuvo de la GFP, a través de la ingeniería genética, produciendo muchas proteínas fluorescentes diferentes que emiten colores desde el azul hasta el rojo. Gracias a su trabajo, la GFP es ampliamente usada como un marcador fluorescente de moléculas de proteína y células, convertidas así en una herramienta esencial en el estudio de la biología, la fisiología y la medicina.

El Premio Nobel en Química 2008 fue otorgado a los investigadores Osamu Shimomura, Martin Chalfie y Roger Tsien. La motivación para el premio es por el descubrimiento y el desarrollo de la proteína verde fluorescente GFP.

De su parte, la medusa-luz ha estado prácticamente desaparecida desde 1989 de las costas heladas de Friday Harbor. Lo informó aquel día en su discurso en Estocolmo del Doctor Shimomura. Menciona entre las causas posibles el derrame de petróleo del Exxon Valdés o entonces alguna causa natural que desconocemos.

Sí. Con la clonación llegarán mil usos favorables a la salud humana: la detección temprana del cáncer de próstata y de seno, donde virus modificados con GFP llegarán a los pequeños tumores iluminándolos. Ayudará a desentrañar enfermedades neurológicas como el Alzheimer, la depresión, la esquizofrenia.  Ayudará a la descontaminación y la lucha contra la polución de las aguas y el aire.

El hombre nunca dejará de hacerse preguntas fundamentales sobre cómo trabaja la naturaleza. Debemos aprender a movernos con el planeta. El mayor desafío está en la dualidad de la naturaleza humana. Y ese trabajo debemos hacerlo cada uno de nosotros teniendo claro el punto donde deseamos llegar como individuos y como especie cósmica, una especie dotada del don de la reflexión  dentro del hermosísimo concierto de la Creación.

Fuentes: The Economist.com   www.Nobelprize.org
*Ingeniera Agrónoma, Universidad Nacional de Colombia. Mestre Agrónoma, Universidade Federal da Bahia, Brasil
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