Un Nobel pour la biologie éclairante

le Prix ​​Nobel de chimie 2008 a été décerné à trois scientifiques pour avoir découvert et développé une protéine de méduse rougeoyante qui a révolutionné la biologie et la médecine. Le prix, annoncé ce matin, récompense Osamu Shimomura du Laboratoire de biologie marine, à Woods Hole, MA; Martin Chalfie de l'Université de Columbia, à New York ; et Roger Y. Tsien de l'Université de Californie, San Diego, pour leurs travaux sur protéine fluorescente verte (GFP).

Biologie éclairante : Cette année, trois chimistes ont reçu le prix Nobel de chimie pour leurs travaux sur la protéine fluorescente verte (GFP), un marqueur d'imagerie dérivé de la méduse Aequorea victoria (photo ci-dessus).

Cette étiquette d'imagerie a rendu les processus subcellulaires visibles au microscope et illuminé le fonctionnement moléculaire autrefois invisible des cellules. La GFP a enrichi la compréhension des biologistes des processus fondamentaux qui sous-tendent la progression de la maladie et la biologie normale. L'annonce de la Fondation Nobel décrit la GFP comme l'un des outils les plus importants utilisés dans les biosciences contemporaines, ajoutant qu'avec l'aide de la GFP, les chercheurs ont développé des moyens de surveiller des processus qui étaient auparavant invisibles, tels que le développement de cellules nerveuses dans le cerveau ou comment les cellules cancéreuses se sont propagées.

C'est la chimie à son meilleur, commente Bruce Bursten , président de l'American Chemical Society. Les protéines fluorescentes vertes permettent aux scientifiques de voir littéralement la croissance du cancer et d'étudier la maladie d'Alzheimer et d'autres affections qui affectent des millions de personnes.

En insérant le gène de la GFP dans des organismes tels que des bactéries, des vers et des souris, les biologistes peuvent, par exemple, observer les changements dans l'expression des gènes dans les cellules cancéreuses et visualiser la formation des enchevêtrements de protéines responsables de la maladie d'Alzheimer. Ils peuvent également suivre le mouvement des protéines au cours du développement d'un organisme, suivre les cellules en migration et étudier en détail les mécanismes de la division cellulaire.

La GFP a été isolée de la méduse Aequorea victoria , qui brille en vert autour de son bord lorsqu'il est agité. Shimomura, professeur émérite à Woods Hole, partage le prix de chimie de cette année pour avoir isolé la molécule responsable au cours de l'été 1961. Shimomura a poursuivi ses travaux sur la GFP tout au long des années 1970.

Contrairement à de nombreuses autres protéines bioluminescentes, la GFP n'a pas besoin de carburant pour briller - elle convertit simplement la lumière bleue ou UV en lumière verte. Cette qualité s'est avérée importante pour les chercheurs utilisant la GFP pour étudier la biologie cellulaire au microscope, car elle ne nécessite pas l'ajout d'autres produits chimiques susceptibles de perturber les cellules ou les tissus à l'étude.

Créature colorée : Ce bébé singe endormi exprime la GFP avec le gène de la protéine mutante Huntington. Ces animaux sont utilisés par les chercheurs pour étudier la maladie de Huntington.

Martin Chalfie , aujourd'hui président du département des sciences biologiques de l'Université de Columbia, a été le premier à démontrer la valeur de la GFP en tant que marqueur génétique. Chalfie s'est rendu compte que si le gène de la GFP pouvait être connecté au gène d'une autre protéine, il serait alors possible de regarder ce gène s'allumer au microscope. En 1994, Chalfie a démontré la technique dans un petit ver appelé C. elegans , qui a moins de mille cellules. Il a attaché le gène GFP à une partie d'un C. elegans gène qui n'est exprimé que dans six des cellules de l'animal ; sous un microscope, ces six cellules ont brillé en vert.

Les travaux de Chalfie ont démontré que la GFP pouvait dire aux biologistes si une cellule exprimait un gène particulier. Roger Y. Tsien , professeur de biochimie à l'Université de Californie à San Diego, s'est appuyé sur les travaux de Shimomura et de Chalfie en développant de nombreuses variantes de la GFP, dont chacune brille d'une couleur différente, permettant aux chercheurs de suivre différents processus biologiques au sein de la même cellule. En expérimentant des variations dans la séquence du gène GFP, Tsien a développé des protéines fluorescentes dans des tons de bleu et de jaune. Après que des chercheurs russes aient développé une protéine fluorescente rouge complexe, Tsien a également créé une version plus simple à utiliser.

Il est impératif que les chercheurs cartographient et comprennent le rôle des différentes protéines et leurs interactions en temps réel dans l'organisme, explique Elias Zerhouni, directeur des National Institutes of Health, dans un communiqué. Comprendre comment ces dysfonctionnements de la machinerie protéique augmenteront nos connaissances sur les causes potentielles de maladie et conduira peut-être à de meilleurs traitements.

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