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Rachel Ehrenberg

Una funzione per la proteina fluorescente verde

Il marcatore luminoso preferito dai biologi può svolgere un ruolo nel funzionamento della cellula

 

Domenica 26 Aprile 2009

La proteina fluorescente verde, la beniamina dei biologi cellulari e dei ricercatori biomedici, può fare di più che emanare luce. Quando la proteina diventa fluorescente - consentendo ai ricercatori di vedere dove cellule e proteine baluginano nei dischi di Petri e negli organismi viventi - emette anche elettroni ( 26 aprile, Nature Chemical Biology). La ricerca suggerisce una possibile nuova funzione della proteina, il suo ruolo normale è rimasto un puzzle, nonostante il suo diffuso utilizzo nei laboratori.

"Questa è una svolta del tutto inaspettata", commenta Mikhail Matz dell 'Università del Texas a Austin. "Questo è un elemento estremamente importante delle informazioni più di base, che mancava da tanto tempo."

Isolati dal medusa *Aequorea victoria* nel 1962, la proteina fluorescente verde, o GFP (green fluorescent protein), è diventata uno strumento standard per l'osservazione dei vari processi cellulari. Poiché la proteina emette luce quando viene colpita con luce blu, gli scienziati possono usarla come un faro, attaccando ad essa una molecola il cui destino si desidera seguire. I tre ricercatori che hanno isolato e sviluppato la GFP come uno strumento di laboratorio condiviso nel 2008 il Premio Nobel per la chimica.

Mentre gli scienziati approfittano della GFP per la ricerca, il ruolo che essa e le relative proteine fluorescenti giocano in coralli, meduse e altre creature è rimasto un enigma. Le proposte di funzioni includono l'uso di proteine come un segnale per l'accoppiamento, un avvertimento per i predatori, una protezione contro la radiazione solare.

Il nuovo lavoro aggiunge un'altra possibilità - la fotoriduzione - la luce che passa chiesto di elettroni.

Fino ad ora, dice Matz, i ricercatori hanno pensato la proteina assorbisse la luce in una lunghezza d'onda e l'emettesse in un'altra. Che la proteina possa anche emettere elettroni solleva nuovi interrogativi: Se si dà, deve anche strapparli da qualche parte?

Pompare protoni o elettroni attraverso le membrane è un comportamento usuale delle cellule viventi - catene di trasporto di elettroni guidano i processi biologici fondamentali, quali la fotosintesi e l'attività nei mitocondri, le fabbriche cellulari che producono energia. Se la GFP può essere un donatore di elettroni e un ricevitore, forse la funzione essenziale potrebbe non essere stata il fare luce, ma invece di far avvenire certe reazioni nelle celle, dice Konstantin Lukyanov del Istituto di Chimica Bioorganica Shemyakin Ovchinnikov di Mosca, che ha diretto la nuova ricerca.

Lukyanov e colleghi hanno ritenuto che GFP passi elettroni agli stessi composti che ricevono gli elettroni nelle cellule viventi.

"Se è in grado di accettare anche gli elettroni, e, eventualmente, agire come una pompa, questo trasformerebbe radicalmente la nostra comprensione delle cose," dice Matz.

Stranamente, il team ha anche riscontrato che quando GFP dona gli elettroni, essa "muore", passando da un luminosissimo verde ad una debole luce nel rosso per poi non emettere qualsiasi più luce.

Poiché il passaggio di elettroni "uccide" la molecola, utilizzare GPF per far passare elettroni sembra un modo molto costoso di condurre gli affari cellulari. Ma in cellule viventi, GFP potrebbe anche accettare elettroni da molecole vicine, in modo da rinnovare se stessa.

Se gli scienziati fossero in grado di dimostrare donazione e ricezione di elettroni governate dalla luce, allora Matz afferma che "Le prenderei in seria considerazione come funzione primaria", e spiega che per capire la risposta bisogna ritornare agli organismi che producono queste proteine.

INFO: http://www.sciencenews.org

 


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