Nóbelinn fyrir GFP

   

Nóbelsverðlaunin í efnafræði í ár hljóta Osamu Shimomura, Martin Chalfie og Roger Y. Tsien. Mbl.is lætur nægja að segja að verðlaunin hafi þeir hlotið fyrir „uppgötvun sína á „græna flúrprótíninu" (GFP)". En, ætli það sé ekki ástæða til að útskýra þetta eitthvað örlítið nánar? Hvað skyldi það vera við þetta prótín umfram önnur sem gefur tilefni til að verðlauna sérstaklega þá sem uppgötvuðu það?

Græna flúrljómandi prótínið (green fluorescent protein) er prótín sem náttúrlega er að finna í marglyttum af Aequorea ættkvísl. Líkt og nafnið bendir til er þetta prótín flúrljómandi, þ.e. það gleypir í sig ljós af einni bylgjulengd (395 nm) og sleppir frá sér ljósi af annarri bylgjulengd (509 nm, sem einmitt er í græna hluta litrófsins). Þessi eiginleiki gerir það að verkum að auðvelt er að staðsetja prótínið í ljóssmásjá sem útbúin hefur verið með ljóssíu (einni eða fleirum) þ.a. aðeins ljós af viðeigandi bylgjulengd(um) sést á smásjármyndinni.

Annar mikilvægur eiginleiki GFP (eða, öllu heldur fjölpeptíðkeðjunnar sem kóðað er fyrir í gfp geninu) er að flestar lífverur, bakteríur, dýr og allt þar á milli, ráða við að mynda starfhæft GFP prótín ef þær hafa aðgang að gfp geninu. Þessi eiginleiki er síður en svo gefinn, því flest prótín þarf að brjóta saman á sértækan hátt og alls óvíst að gefin lífvera geti framkvæmt þá aðgerð rétt á genaafurð úr annarri lífveru. Þetta þýðir að við getum ferjað gfp genið á milli jafnvel fjarskyldustu lífvera og látið þær mynda starfhæft GFP prótín. Það sem meira er, er að við getum í afar mörgum tilvikum skeytt gfp inn í eitthvert þeirra gena sem fyrir eru í gefinni lífveru. Lífveran tjáir svo sitt gen eins og hún á vanda til, en afurðin verður með áhangandi GFP og er, þar af leiðandi, flúrljómandi. Við getum því staðsett viðkomandi genaafurð í frumunni með smásjá, eins og útskýrt var að ofan. Á meðfylgjandi mynd, sem tekin var af Wikimedia Commons, má sjá hvar prótínið septín var staðsett í gerfrumum, sem eru að ganga í gegn um frumuskiptingu, með því að hengja á þau GFP.

GFP er því afar notadrjúgt rannsóknatæki í frumulíffræði og líftækni og skipta þær rannsóknir tugþúsundum þar sem GFP hefur verið notað.

 

Þrír Bandaríkjamenn fá efnafræðinóbelinn

Spennandi framtíð í líftækni

Vorið er komið og grundirnar gróa … og bakkalárkandidatar í líftækni við Háskólann á Akureyri kynna og verja lokaverkefni sín. Það er óhætt að segja að rannsóknir líftækninema séu fjölbreyttar í ár, en meðal viðfangsefna má nefna ræktun nýrrar frumulínu lungnaþekjufrumna, endurhönnun úrbeiningarferla á nautgripum, nýjungar í nýtingu á rækjuskel, etanól- og vetnisframleiðslu með hitakærum bakteríum, áburðar- og jarðgerð úr slammi, stöðu og tækifæri í framleiðslu örveruhindrandi peptíða, og greiningu á prótínmengi sýklalyfsþolinna baktería, svo nokkur dæmi séu nefnd. Hagnýting var í fyrirrúmi, líkt og endranær, og voru mörg verkefnin unnin í náinni samvinnu með fyrirtækjum og stofnunum þar sem leitað var lausna á þekktum vandamálum. Rannsóknir nemenda nýtast þannig með beinum hætti til verðmætasköpunar í íslenskum fyrirtækjum. Meðal samstarfaðila má nefna Matís, Krabbameinsfélagið, ORF líftækni, Mjólkursamsöluna, VGK hönnun og Norðlenska matarborðið.

Eins og ráða má af verkefnavalinu, þá kemur líftæknin víða við og hafa fjölmörg atvinnutækifæri skapast fyrir fólk menntað á þessu ört vaxandi sviði. Líftæknin er þverfagleg grein þar sem saman eru tekin öll þau fræði er lúta að framleiðslu lyfja, matvæla, lífvirkra efna og annarra efnasambanda með aðstoð lífvera, erfðabreyttra sem náttúrlegra. Líftæknin kemur einnig við sögu við verndun og hreinsun umhverfis, en bakteríur og sveppi má nota með stýrðum hætti til niðurbrots spilliefna í náttúrunni. Meðal helstu fræðilegra stoða líftækninnar mætti því nefna lífefnafræði, erfðafræði, erfðaverkfræði og framleiðslufræði, auk almennra lífvísinda og rekstrargreina. Megináherslur náms og rannsókna í líftækni við Háskólann á Akureyri eru á sviðum umhverfis- og orkulíftækni (niðurbrot lífræns úrgangs og nýmyndun orkuríkra efna), skimunar og framleiðslu lífvirkra efna og fæðubótarefna úr íslenskri flóru og fánu og sambýlisörverum þeirra, fiskeldislíftækni, og lífupplýsingatækni.

Í náminu öðlast nemendur víðtæka þekkingu á hagnýtum lífvísindum og þjálfast í beitingu bæði hefðbundinna og nýstárlegra rannsóknaaðferða. Einnig er lögð rík áhersla á viðskiptagreinar og rekstur líftæknifyrirtækja. Nemendur öðlast því færni í rannsóknum, stjórnun og rekstri sem nýtast mun í krefjandi störfum innan hins ört vaxandi líftæknigeira, auk þess sem námið veitir góðan undirbúning undir framhaldsnám í hagnýtum lífvísindum. Verkefnavinna er snar þáttur í náminu og vinna nemendur að sjálfstæðum rannsóknaverkefnum undir leiðsögn kennara og annarra sérfræðinga HA og samstarfsaðila. Líftækni er því einkar vænlegur kostur fyrir nemendur sem áhuga hafa á lífvísindum og hagnýtingu þeirra til hagsbóta fyrir íslenskt samfélag.

(Þessi grein birtist einnig í Fréttablaðinu síðastliðinn föstudag, eins og sjá má hér)