Comida que brilla en la oscuridad, ovejas fluorescentes o plantas que sirvan como alumbrado pu\u0301blico son cosas que bien pudieran estar sacadas de algu\u0301n cuento de ciencia ficcio\u0301n o au\u0301n lejanas de la realidad.<\/p>\n Pero no se trata de ningu\u0301n invento producto de la imaginacio\u0301n de alguien, sino de aque\u0301llos que forman parte de los avances que la ciencia ha conquistado paso a paso, a trave\u0301s de an\u0303os de investigaciones en el tema de la bioluminiscencia, que ahora puede dar las caracteri\u0301sticas de luz propia a organismos ma\u0301s alla\u0301 de las lucie\u0301rnagas y las medusas.<\/p>\n Que\u0301 es la bioluminiscencia<\/strong><\/p>\n Ciertos organismos vivos producen luz como resultado de una reaccio\u0301n qui\u0301mica dentro de sus cuerpos, proceso al que se denomina bioluminiscencia. En e\u0301ste, la oxidacio\u0301n de un sustrato de protei\u0301na es catalizada por una enzima. Existen dos organismos bioluminiscentes a partir de los cuales se ha investigado: las lucie\u0301rnagas y las medusas.<\/p>\n Las primeras sintetizan la\u00a0sustancia denominada\u00a0luciferina, que se oxida con la\u00a0ayuda de la enzima luciferasa.\u00a0Esta reaccio\u0301n se lleva a cabo\u00a0pra\u0301cticamente sin pe\u0301rdida de\u00a0energi\u0301a. Las medusas poseen\u00a0una protei\u0301na capaz de recibir luz de alta energi\u0301a (normalmente en el rango del UV), denominada protei\u0301na verde fluorescente (GFP, por sus siglas en ingle\u0301s), que emite fluorescencia en el rango de la luz verde.<\/p>\n La bioluminiscencia esta\u0301 bastante generalizada en ha\u0301bitats marinos. Se cree que ma\u0301s de 90% de las especies animales de la porcio\u0301n media y abisal del oce\u0301ano emiten algu\u0301n tipo de bioluminiscencia. En tierra, se limita al reino de los hongos e invertebrados.<\/p>\n GFP<\/strong><\/p>\n La GFP es producida por la medusa Aequorea victoria. El gen que codifica esta protei\u0301na, que ya ha sido clonado, se utiliza como marcador en biologi\u0301a molecular. El descubrimiento y estudio de la GFP ampli\u0301a la capacidad del microscopio o\u0301ptico y otorga una nueva dimensio\u0301n visible al ojo humano.<\/p>\n La GFP puede utilizarse como marcador de biomole\u0301culas y para seguir procesos como la migracio\u0301n celular. Gracias a este uso se ha reducido el efecto perjudicial de marcadores fluorescentes qui\u0301micos, los cuales eran empleados en las investigaciones. Un fluoro\u0301foro, tras cierto tiempo de exposicio\u0301n a la luz, libera un electro\u0301n que reacciona con el oxi\u0301geno, originando radicales to\u0301xicos que dan\u0303ari\u0301an la ce\u0301lula e incluso le causari\u0301an la muerte. La estructura de GFP evita ese impacto, pues cuando el fluoro\u0301foro libera un electro\u0301n, los radicales resultantes quedan dentro de la protei\u0301na sin tocar la ce\u0301lula.<\/p>\n Una caracteri\u0301stica importante de la GFP es que no necesita aditivos para brillar, en contraste con otras protei\u0301nas bioluminiscentes; es suficiente irradiarla con luz UV o azul para que emita fluorescencia.<\/p>\n Permite ver procesos previamente invisibles, como el desarrollo de neuronas, co\u0301mo se diseminan las ce\u0301lulas cancerosas, el desarrollo de la enfermedad de Alzheimer, el crecimiento de bacterias\u00a0patoge\u0301nicas, la proliferacio\u0301n del virus del SIDA, entre otros.<\/p>\n La historia del descubrimiento de esta protei\u0301na inicio\u0301 en los an\u0303os sesenta y fue desarrolla\u0301ndose a trave\u0301s de varias de\u0301cadas, gracias a Osamu Shimomura, Martin Chalfie y Roger Y. Tsien, quienes recibieron en partes iguales el Premio Nobel de Qui\u0301mica 2008.<\/p>\n Roger Y. Tsien<\/p><\/div>\n Estos investigadores nunca colaboraron directamente entre ellos, ni siquiera el estudio de la GFP era el principal foco de sus carreras cienti\u0301ficas; sin embargo, gracias a sus contribuciones, surgio\u0301 el uso de esta protei\u0301na que proporciono\u0301 una poderosa variedad de herramientas para visualizar la biologi\u0301a celular en funcionamiento.<\/p>\n En los an\u0303os sesenta, Osamu Shimomura investigo\u0301 el feno\u0301meno de bioluminiscencia. An\u0303os ma\u0301s tarde, al estudiar la medusa Aequorea victoria, identifico\u0301 los o\u0301rganos de luz que eran responsables de la fluorescencia azul que emiti\u0301a, y junto a Frank Johnson aislo\u0301 una protei\u0301na bioluminiscente dependiente del calcio, a la que llamaron aequorina. Shimomura descubrio\u0301 que la luz azul emitida por esta u\u0301ltima era absorbida por una segunda protei\u0301na (ma\u0301s tarde llamada GFP), la que a su vez reemiti\u0301a luz verde.<\/p>\n En 1988, Martin Chalfie, mediante te\u0301cnicas de biologi\u0301a molecular, introdujo el gen que codificaba\u00a0para la GFP en el ADN de gusano transparente Caenorhabditis elegans, de modo que las ce\u0301lulas de los gusanos produci\u0301an GFP y emiti\u0301an luz verde, sin necesidad del agregado de componentes adicionales y sin dan\u0303o para el gusano.<\/p>\n Roger Y. Tsien modifico\u0301 la estructura de la protei\u0301na para producir mole\u0301culas que emiti\u0301an luz a distintas longitudes de onda y produjo marcadores de distintos colores. Por otro lado, su grupo agrego\u0301 nuevas mole\u0301culas fluorescentes provenientes de otras fuentes naturales.<\/p>\n Caenorhabditis elegans.<\/p><\/div>\n La GFP se modifico\u0301 para producir variantes que emiten en regiones del azul (BFP), cian (CFP) y amarillo (YPF). A partir del descubrimiento de la primera protei\u0301na fluorescente roja en un coral no bioluminiscente, la llamada Desired RED protein (DsRED), el grupo de Tsien desarrollo\u0301 protei\u0301nas ma\u0301s pequen\u0303as y luego una serie como la mPlum, mCherry, mStrawberry, mOrange y mCitrine, de acuerdo al color de su brillo. Otros investigadores y compan\u0303i\u0301as han contribuido con nuevos colores a esta resplandeciente gama.<\/p>\n La DsRED, ma\u0301s grande y pesada que la GFP, no es tan versa\u0301til como marcador de procesos biolo\u0301gicos. El grupo de investigacio\u0301n de Tsien redisen\u0303o\u0301 la DsRED para lograr protei\u0301nas estables, fluorescentes y de una sola cadena de aminoa\u0301cidos.<\/p>\n Las protei\u0301nas fluorescentes se utilizan en la microbiologi\u0301a, ingenieri\u0301a gene\u0301tica, fisiologi\u0301a y aplicaciones en biotecnologi\u0301a, incluyendo la deteccio\u0301n de arse\u0301nico en los pozos de agua. E\u0301ste es un enorme problema en partes del sudeste de Asia, donde se producen intoxicaciones por arse\u0301nico de forma natural, afectando a miles de personas. Los investigadores han modificado gene\u0301ticamente bacterias resistentes al arse\u0301nico para que se iluminen en presencia de este elemento. Tambie\u0301n han modificado otros organismos para que emitan fluorescencia en presencia del explosivo trinitrotolueno (TNT) o metales pesados como el cadmio o zinc.<\/p>\n Arcoiris cerebral o brainbow<\/strong><\/p>\n En 2007, un grupo de investigadores de la Universidad de Harvard desarrollo\u0301 un mapa para representar el sistema nervioso, el cual, mediante la combinacio\u0301n de protei\u0301nas fluorescentes, muestra las neuronas y otras ce\u0301lulas cerebrales en colores diferentes, permitiendo analizar el sistema nervioso y clasificar los procesos neuronales.<\/p>\n Algunos ratones fueron modificados gene\u0301ticamente para producir determinadas cantidades de protei\u0301nas con colores amarillo, cian y rojo, en ce\u0301lulas nerviosas individuales del cerebro. El resultado fue un cerebro que brilla con noventa tonalidades diferentes. Los investigadores podi\u0301an asi\u0301 seguir las fibras nerviosas de ce\u0301lulas individuales dentro de una densa red en el cerebro.<\/p>\n Las ima\u0301genes fueron llamadas brainbow, el arcoiris cerebral. Se utilizo\u0301 la te\u0301cnica Cre-lox P, que consiste en cortar y pegar de forma aleatoria trozos de ADN, en el gen Thy1, que es responsable de la produccio\u0301n de una gran variedad de neuronas. Asi\u0301 se selecciono\u0301 ADN de hasta cuatro protei\u0301nas fluorescentes de los colores antes mencionados, lo que genero\u0301 un gran nu\u0301mero de combinaciones.<\/p>\n Jeff Lichtman, uno de los autores del trabajo publicado por la revista Nature, profesor del Departamento de Biologi\u0301a Celular y Molecular y del Centro de Ciencias del Cerebro de la Universidad de Harvard, explicaba entonces que esta te\u0301cnica utiliza las protei\u0301nas para despue\u0301s representar las neuronas de la misma forma que el monitor de un televisor mezcla el rojo, el verde y el azul para representar una amplia seleccio\u0301n de colores.<\/p>\n Ovejas fluorescentes<\/strong><\/p>\n Durante 2013, el esfuerzo conjunto de un grupo de investigadores que iniciara su aventura desde 2009, rindio\u0301 frutos con el nacimiento de los primeros borregos transge\u0301nicos en Sudame\u0301rica, los cuales, adema\u0301s, brillan en la oscuridad.<\/p>\n El Instituto de Reproduccio\u0301n Animal Uruguay (Irauy) es el escenario en el que ahora se desarrollan estas nueve ovejas que nacieron en 2011, un esfuerzo en conjunto con la Unidad de Animales Transge\u0301nicos y de Experimentacio\u0301n del Instituto Pasteur de Montevideo (IPM).<\/p>\n![\"Market](\"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2014\/02\/wallpaper-94951.jpg\")
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