Znajdź zawartość

Dwa lata temu japońsko-amerykański zespół w składzie Osamu Shimomura oraz Martin Chalfie i Roger Y. Tsien otrzymał Nagrodę Nobla za badania nad zielonym białkiem fluorescencyjnym (ang. green fluorescent protein, GFP) ze stułbiopława Aequorea victoria. Jako znacznik znalazło ono szereg zastosowań w monitorowaniu procesów biologicznych, ostatnio zaś szwedzki zespół stwierdził, że można je wykorzystać w mikroogniwach na biopaliwa. Zackary Chiragwandi z Uniwersytetu Technologicznego Chalmers w Göteborgu i jego zespół sporządzili pulpę z tysięcy stułbiopławów i wyekstrahowali żądane białko. Gdy umieści się jego kroplę na elektrodzie glinowej, a następnie wystawi się ją na oddziaływanie promieniowania ultrafioletowego, zaczyna płynąć prąd, którym można zasilać nanourządzenia. W żywym organizmie nie trzeba sztucznie indukować świecenia za pomocą UV, fluorescencja zachodzi bowiem na drodze dostarczenia energii przez fotoproteinę włączaną kationami wapnia. Naukowiec stworzył też wersję bioogniwa z enzymami ze świetlików oraz jamochłonów morskich Renilla reniformis. W obu przypadkach tzw. chemiluminescencja jest skutkiem reakcji katalizowanej przez lucyferazę. Takie ogniowo jest samowystarczalne i nie trzeba się już przejmować koniecznością zapewnienia zewnętrznego źródła światła. W ramach innego studium opracowano metodę pozyskiwania sztucznego GFP dzięki bakteriom. Oznacza to, że stułbiopławy czeka lepsza przyszłość, ponieważ nie padną już ofiarą naukowców poszukujących źródła cennego białka. W nanokrystalicznym ogniwie słonecznym Grätzla, które naśladuje zachodzącą w roślinach fotosyntezę, wykorzystuje się dwutlenek tytanu. Jest on jednak dość drogim składnikiem i nie da się ukryć, że ogniwo z GFP stanowiłoby atrakcyjniejszą ekonomicznie opcję. Chiragwandi sądzi, że bioogniwa będą zasilać nanourządzenia medyczne, służące np. do obrazowania i leczenia nowotworów. Technologia Szwedów zostanie dopracowana i udostępniona w ciągu 1-2 lat.

Dzięki zastosowaniu zestawu kamer oraz osiągnięć inżynierii genetycznej skonstruowano urządzenie umożliwiające jednoczesny pomiar aktywności genów oraz zachowań zwierzęcia. Stworzenie aparatu pozwoli na znaczną poprawę jakości badań nad wpływem wielu czynników na fizjologię zwierząt. Równoczesna obserwacja procesów w skali "mikro" (działania pojedynczych genów) oraz "makro" (zachowania zwierzęcia) otwiera zupełnie nowe możliwości wielu typów interakcji organizmów żywych z otoczeniem. Organizmem, który posłużył do wstępnych testów, była muszka owocowa , lecz autorzy metody - badacze z University of Southern California oraz Cambridge University - twierdzą, że do badań może posłużyć także wiele innych gatunków. Materiał genetyczny muszki zmodyfikowano w taki sposób, by równocześnie z badanymi genami aktywował się także inny, niewystępujący u tego owada naturalnie. Koduje on zielone białko fluorescencyjne (ang. Green Fluorescent Protein - GFP) - związek bardzo prosty do wykrycia dzięki intensywnie zielonemu świeceniu w reakcji na oświetlenie za światłem niebieskim. Otaczający zwierzę system kamer pozwala nie tylko na detekcję fluorescencji oraz pomiar jej intensywności, będący odzwierciedleniem aktywności genu, lecz także na śledzenie ruchów muszki w przestrzeni. Możemy korelować ze sobą zachowanie oraz niektóre geny, a także poszukiwać genów, które mogą być za te zachowania odpowiedzialne - tłumaczy korzyści płynące z opracowanej technologii jeden z jej autorów, magistrant Dhruv Grover. Dzięki wykorzystaniu zespołu "szybkich" kamer, wykonujących do 60 zdjęć na sekundę, obserwacji można dokonywać w czasie rzeczywistym. Dotychczas mierzenie aktywności genu z taką precyzją było poza zasięgiem. Zdaniem Grovera, opracowana technologia ma ogromny potencjał. Jej piękno polega na tym, że GFP możemy sprzęgać z dowolnym genem - możemy go śledzić w czasie, możemy też patrzeć na jego ekspresję. To znacznie prostsze od patrzenia przez mikroskop i korzystania z usług magistranta, który siedzi [w laboratorium], wykonuje zdjęcia raz na parę godzin i obserwuje ekspresję genu. To po prostu działa samo z siebie.