voimaa muovit - Kemia-lehti

ajankohtaistaKemian Nobel molekyylibiologeilleVihreä vallankumousTyynenmeren luoteiskolkallakummasteltiin 1950-luvullalaivojen vanavesissä nähtyjävihreitä välähdyksiä. Havainnoistalähti liikkeelle tapahtumaketju,joka johti molekyylibiologianvallankumoukseen ja vuoden2008 kemian Nobelin palkintoon.Jari KoponenBioluminesenssi eli eliöiden kyky tuottaavaloa ei ole yleinen, muttei myöskään ylenharvinainen. Kykyä esiintyy muun muassabakteereissa, levissä, alkueläimissä, äyriäisissä,hyönteisissä ja kaloissa. Kiiltomadotja tulikärpäset ovat tuttuja jokaiselle.Valtameren välkähdysten lähteeksi paljastuieräs alueen meduusoista, Aequorea victoria.Eläin käyttää valoa sokaistaakseen saalistajansa.Tulkitessaan lähelle tulevat laivatuhkaajiksi se turvaa puolustuskeinoonsa.ionimittarina.1990-luvulla tilanne muuttui täysin, jasyynä olivat GFP:n kaksi erikoista ominaisuutta.Shimomura oli havainnut, että GFP:nvalontuottomekanismi ei toimiakseen tarvitsekuin ultraviolettivalon. Likipitäen kaikkimuut luonnon valomekanismit ovat moniportaisiaja tarvitsevat toimiakseen entsyymejä.Sitten huomattiin, että GFP-geeni voidaankiinnittää miltei mihin tahansa muita proteiinejatuottaviin geeneihin ilman, että se häiritseetoisten proteiinien toimintaa.GFP:tä tuottava geeni oli onnistuttu kloonaamaanvuonna 1992. Kun GFP:n kokonaisrakenneselvitettiin vuonna 1996, seurauksenaoli molekyylibiologian vihreä vallankumous.Solun sisävalot päälleGFP on ihanteellinen merkkiaine. Liitetäänvain GFP-geeni tutkittavan rakenteen proteiinejakoodaaviin geeneihin, ja voidaan seuratavaikkapa rakenteiden kehitystä munasolustaaikuiseen yksilöön.Tämä tapahtuu valaisemalla kohdetta uvvalollaja seuraamalla mikroskoopilla vihreinäloistavia kohteita. Soluissa käytettynäGFP on kuin kytkin, jolla napsautetaan sisävalotpäälle.Ensimmäisenä menetelmää hyödynsivuonna 1994 Martin Chalfie, joka seurasisen avulla geneetikkojen suosiman mallieliönC. elegans -sukkulamadon hermosolujenkehitystä. Pian selvisi, että GFP on yleiskäyttöinenmarkkeri, jonka avulla nähdään,miten geenit ilmentyvät ja mihin proteiinitYllätyksellinen proteiiniEnsimmäisen askelen meduusan salojen selvittämisessäotti japanilainen Osamu Shimomura.Hän sai vuonna 1955 tehtäväkseentutkia, miksi nilviäisen murskaantuneetjäännökset loistivat, kun niitä kasteltiin vedellä.Vuodessa Shimomura eristi valoa tuottavanproteiinin. Hänellä oli siis jo kokemusta,kun hän siirtyi Yhdysvaltoihin tutkimaanAequoreaa.Löytääkseen siitä proteiinin Shimomurajoutui käsittelemään yli kymmenentuhattaotusta. Urakan lopussa vuonna 1962 odottiyllätys. Jouduttuaan kosketuksiin merivedenkanssa japanilaisen aequoriiniksi nimeämäproteiini säteilikin sinistä valoa.Pian hän eristi toisen proteiinin, joka kimalsiultraviolettivalossa vihreänä. Nobelinpalkinnon tuonut GFP (Green FluorescentProtein) oli havaittu kokeellisesti ensi kertaa.Seuraavalla vuosikymmenellä meduusanvalontuottomekanismin tutkimukset osoittivat,että meriveden kalsiumionit aktivoivataequoriinin lähettämään sinistä valoa, jokataas virittää GFP:n loistamaan vihreänä.Muuten GFP:n ympärillä oli hiljaista,ja tuleva nobelistikin oli kiinnostuneempiaequoriinin käytöstä biologisena kalsium-NIH/NICHDSierra BlakelyHiiret, joiden ihosolukkoonon liitettyGFP:tä, kimmeltävätultraviolettivalossavihreinä.Aequorea victoria-meduusa on luonnossaväritön ja läpinäkyvä.Sinertävä värijohtuu kuvauksenaiheuttamista heijastuksista.Halkaisijaltaan5–10-senttisennilviäisen valoelimetsijaitsevat sateenvarjomaisenrungonalareunassa.16Kemia-Kemi Vol. 35 (2008) 7