Nobelprijs voor lichtgevend eiwit

De Standaard 9/10/2008

De ontdekking van het lichtgevend eiwit GFP levert een Japanse en twee Amerikaanse onderzoekers de Nobelprijs voor chemie op.

Deze techniek heeft het aangezicht van het onderzoek enorm veranderd

Prijzen

Van onze medewerker Tomas van Dijk

Brussel

De Koninklijke Zweedse Academie voor Wetenschappen, die de prijs woensdag aan de Japanner Osamu Shimomura (1928) en de Amerikanen Martin Chalfie (1947) en Roger Tsien (1952) toekende, noemde de ontdekking van het eiwit GFP (Green Fluorescent Protein) 'een wetenschappelijke revolutie', te vergelijken met de uitvinding van de microscoop in de zeventiende eeuw.

Bracht de microscoop voor het eerst celletjes aan het licht, eeuwen later maakt de lichtgevende GFP-techniek het mogelijk om te kijken wat er zich in die celletjes afspeelt. Het kleine fluorescerende eiwit licht groen op in cellen wanneer het met ultraviolet licht wordt beschenen. Het kan daardoor biologische processen goed zichtbaar maken. Door hun kleine formaat kunnen de lantaarntjes bovendien aan andere, grotere eiwitten gekoppeld worden zonder dat dit de werking van deze eiwitten bemoeilijkt.

GFP is tegenwoordig niet meer weg te denken uit biomedische laboratoria. De techniek wordt onder meer gebruikt voor onderzoek naar de groei van kankercellen en hersencellen. 'Deze fluorescentietechniek heeft het aangezicht van onderzoek enorm veranderd', zegt hoogleraar Moleculaire en Cellulaire Geneeskunde Peter Carmeliet van de Katholieke Universiteit Leuven. 'We kunnen nu in groot detail substructuren van individuele cellen zien.' Zelf heeft de wetenschapper transgene zebravissen gemaakt die het GFP-gen dragen. Hierdoor kan hij de groei van bloedvaten onderzoeken in levende vissen. 'Het is inderdaad dezelfde soort vis als de geheel lichtgevende variant die enkele jaren geleden op de markt kwam en veel opzien baarde', lacht Carmeliet.

Het onderzoek naar GFP begon begin jaren zestig aan de westkust van de Verenigde Staten. Marien bioloog Osamu Shimomura isoleerde het molecuul toen voor het eerst uit kwallen. De (nu emeritus) hoogleraar van het Amerikaanse Marine Biological Laboratory in Woods Hole perste de stof uit de buitenste lichtgevende ring van zo'n tienduizend van deze zeedieren.

Ruim vijfentwintig jaar later, lang nadat Shimomura de lichtgevende eigenschappen van GFP had beschreven, werd de stof voor het eerst gebruikt als eiwitmarker. Neurobioloog Martin Chalfie, die eind jaren tachtig onderzoek deed aan rondwormen aan de Columbia University, zag kans om met GFP biologische processen in deze millimeter lange diertjes in kaart te brengen.

Chalfie maakte transgene wormen, wormen waaraan extra genetisch materiaal is toegevoegd. Dat extra genetische materiaal bestond uit de DNA-code voor het GFP-eiwit. Dit DNA plaatste hij vlak achter een gen dat alleen actief is in de zenuwcellen van de wormen, waardoor alleen in deze structuren het eiwit werd aangemaakt. Dit leidde tot spectaculaire plaatjes in het wetenschappelijke blad Science met oplichtende rondwormzenuwcellen.

Roger Tsien van de universiteit van California modificeerde het molecuul tenslotte zodanig dat onderzoekers nu met een groot palet aan verschillende kleuren kunnen werken en daardoor meerdere eiwitten tegelijk kunnen volgen.

vdt