Premio nobel per la chimica. Proteina fluorescente
Posted: 09/10/2008 15:10
Il recente premio nobel per la chimica e' stato dato a Osamu Shimomura, Martin Chalfie and Roger Y. Tsien "Per la scoperta e lo sviluppo della GFP, proteina fluorescente verde".
Martin Chalfie e' un "worm person" uno dei primi scienziati ad aver lavorato sul piccolo vermetto (C. elegans) che sto studiando adesso (sto facendo ricerca presso l'universita' di Leeds, Inghilterra). Gia' ben 5 persone che hanno fatto ricerca sul questo vermetto sono state insignite di un premio nobel (scoperte sulla morte cellulare e scoperta RNAi). Il laboratorio con cui collaboro fa intensissimo uso della GFP. Ma che e'? A cosa serve?
la GFP e' una proteina che e' stata trovata in una medusa da Osamu Shimomura. Ha la proprieta' di assorbire luce nello spettro del blu/ultravioletto ed emettere nelle frequenze del verde.
Martin Chalfie e' stato il primo ad utilizzare questa proteina per "illuminare" in maniera selettiva alcune cellule specifiche di C. elegans. In particolare i neuroni.
Roger Y. Tsien ha modificato la GFP per farla diventare gialla o rossa o verde in modo da poter, nello stesso organismo/ordano/tessuto/cellula peter vedere 2 o piu' "cose" alla volta.
Ma per spiegarmi non c'e' niente di meglio che ... un filmato!!
beccatevi questo video e gurdatelo. Poi tornate a leggere qui (ma tenete la pagina aperta perche' lo guarderete piu' e piu' volte)
http://www.jcb.org/cgi/content/full/jcb.200108051/DC1/3
Quello che vedete e' un filmato accellerato che mostra quello che avviene nei primi 12 minuti dopo che una cellula uovo di C.elegans viene fecondata da uno spermatozoo.
I ricercatori hanno creato un verme "transgenico" inserendo in C. elegans 2 proteine (di C. elegans) fuse alla GFP (che e' una proteina di medusa).
Istoni e la tubulina.
Le cellule di questo verme producono quindi una "versione verde" di proteine che normalmente si trovano in C. elegans e che hanno ovviamente la loro funzione. Gli istoni si legano al DNA, la tubulina e' una proteina che fa da "scheletro" alla cellula e in particolare forma dei "cavi molecolari" che servono a "tirare" i cromosomi durante ogni divisione cellulare.
Per produrre questo filmato e' stata fatta una foto al microscopio ottico ogni sei secondi usando luce bianca (foto sulla sinistra) e subito dopo un'altra foto illuminando con luce ultravioletta ma filtrando per le frequenze verdi. Vista al microscopio la foto sulla destra e' in verde/nero, ma essendo la fotocamera in bianco e nero, cosi' e' l'immagine catturata.
Cosa succede:
Sulla destra della cellula c'e' il nucleo portato dallo spermatozoo ("illuminato" dalla GFP fusa agli istoni), sulla sinistra della cellula il nucleo della cellula uovo. Ciascuno porta due copie IDENTICHE dei 6 cromosomi di C. elegans. I due nuclei pero' hanno diverse "versioni" dei 6 cromosomi. Uno la "versione" materna, uno la "versione" paterna. I cromosomi, pero', non si vedono ancora perche' non sono stati ancora "impachettati".
I due piccoli puntini vicino al nucleo dello speratozoo sono i centrioli ("illuminati" dalla GFP fusa alla tubulina)
A questo punto i due nuclei si avvicinano, il DNA si compatta in cromosomi (che iniziano a diventar visibili), la membrana nucleare si dissolve, i cromosomi si allineano sul fuso mitotico, i centrioli creano i ponti con i "cavi" di tubulina e poi iniziano a tirare separandosi. Ogni centriolo porta con se una copia materna e una copia paterna creando cosi' due cellule identiche e con una combinazione "nuova".
Verso la fine si vede che anche la cellula si sta dividendo, crenado una membrana che divida i due nuclei. Attorno ai nuclei si riformera' la membrana nucleare e i cromosomi si "spacchetteranno" per essere accessibili al sistema di trascrizione e duplicazione.
Ora riguradatevelo tutte le volte che volete, magari mettendo in pausa ogni tanto.
Alcune chiarificazioni.
- L'uovo e' lungo circa 20-30 micron cioe' 0.02-0.03 millimetri
- C. elegan e' generalmente nella forma ermafrodita quindi lo stesso individuo produce sia spermatozoi che uova. Questo ha importanti implicazioni che rendono piu' semplice studiarlo (tutti i vermi sono geneticamente esattamente uguali). Quindi i cromosomi materni e paterni sono identici (ma nella maggior parte degli animali, in cui avviene praticamente la stessa cosa i cromosomi sono diversi, come ho descritto sopra)
Martin Chalfie e' un "worm person" uno dei primi scienziati ad aver lavorato sul piccolo vermetto (C. elegans) che sto studiando adesso (sto facendo ricerca presso l'universita' di Leeds, Inghilterra). Gia' ben 5 persone che hanno fatto ricerca sul questo vermetto sono state insignite di un premio nobel (scoperte sulla morte cellulare e scoperta RNAi). Il laboratorio con cui collaboro fa intensissimo uso della GFP. Ma che e'? A cosa serve?
la GFP e' una proteina che e' stata trovata in una medusa da Osamu Shimomura. Ha la proprieta' di assorbire luce nello spettro del blu/ultravioletto ed emettere nelle frequenze del verde.
Martin Chalfie e' stato il primo ad utilizzare questa proteina per "illuminare" in maniera selettiva alcune cellule specifiche di C. elegans. In particolare i neuroni.
Roger Y. Tsien ha modificato la GFP per farla diventare gialla o rossa o verde in modo da poter, nello stesso organismo/ordano/tessuto/cellula peter vedere 2 o piu' "cose" alla volta.
Ma per spiegarmi non c'e' niente di meglio che ... un filmato!!
beccatevi questo video e gurdatelo. Poi tornate a leggere qui (ma tenete la pagina aperta perche' lo guarderete piu' e piu' volte)
http://www.jcb.org/cgi/content/full/jcb.200108051/DC1/3
Quello che vedete e' un filmato accellerato che mostra quello che avviene nei primi 12 minuti dopo che una cellula uovo di C.elegans viene fecondata da uno spermatozoo.
I ricercatori hanno creato un verme "transgenico" inserendo in C. elegans 2 proteine (di C. elegans) fuse alla GFP (che e' una proteina di medusa).
Istoni e la tubulina.
Le cellule di questo verme producono quindi una "versione verde" di proteine che normalmente si trovano in C. elegans e che hanno ovviamente la loro funzione. Gli istoni si legano al DNA, la tubulina e' una proteina che fa da "scheletro" alla cellula e in particolare forma dei "cavi molecolari" che servono a "tirare" i cromosomi durante ogni divisione cellulare.
Per produrre questo filmato e' stata fatta una foto al microscopio ottico ogni sei secondi usando luce bianca (foto sulla sinistra) e subito dopo un'altra foto illuminando con luce ultravioletta ma filtrando per le frequenze verdi. Vista al microscopio la foto sulla destra e' in verde/nero, ma essendo la fotocamera in bianco e nero, cosi' e' l'immagine catturata.
Cosa succede:
Sulla destra della cellula c'e' il nucleo portato dallo spermatozoo ("illuminato" dalla GFP fusa agli istoni), sulla sinistra della cellula il nucleo della cellula uovo. Ciascuno porta due copie IDENTICHE dei 6 cromosomi di C. elegans. I due nuclei pero' hanno diverse "versioni" dei 6 cromosomi. Uno la "versione" materna, uno la "versione" paterna. I cromosomi, pero', non si vedono ancora perche' non sono stati ancora "impachettati".
I due piccoli puntini vicino al nucleo dello speratozoo sono i centrioli ("illuminati" dalla GFP fusa alla tubulina)
A questo punto i due nuclei si avvicinano, il DNA si compatta in cromosomi (che iniziano a diventar visibili), la membrana nucleare si dissolve, i cromosomi si allineano sul fuso mitotico, i centrioli creano i ponti con i "cavi" di tubulina e poi iniziano a tirare separandosi. Ogni centriolo porta con se una copia materna e una copia paterna creando cosi' due cellule identiche e con una combinazione "nuova".
Verso la fine si vede che anche la cellula si sta dividendo, crenado una membrana che divida i due nuclei. Attorno ai nuclei si riformera' la membrana nucleare e i cromosomi si "spacchetteranno" per essere accessibili al sistema di trascrizione e duplicazione.
Ora riguradatevelo tutte le volte che volete, magari mettendo in pausa ogni tanto.
Alcune chiarificazioni.
- L'uovo e' lungo circa 20-30 micron cioe' 0.02-0.03 millimetri
- C. elegan e' generalmente nella forma ermafrodita quindi lo stesso individuo produce sia spermatozoi che uova. Questo ha importanti implicazioni che rendono piu' semplice studiarlo (tutti i vermi sono geneticamente esattamente uguali). Quindi i cromosomi materni e paterni sono identici (ma nella maggior parte degli animali, in cui avviene praticamente la stessa cosa i cromosomi sono diversi, come ho descritto sopra)