La proteína verde fluorescente (GFP) y sus variantes, conocidas como proteínas fluorescentes (FP), han desempeñado un papel esencial en la biología celular, proporcionando herramientas versátiles y poderosas en la visualización de procesos intracelulares. Su capacidad para actuar como marcadores fusionados a polipéptidos o indicadores de estados químico-fisiológicos intracelulares ha abierto un abanico de posibilidades en la investigación científica. La GFP, en particular, ha encontrado aplicaciones en diversos organismos, desde procariotas hasta mamíferos, marcando un hito significativo en la exploración de la dinámica celular.
Cuando la GFP se utiliza como marcador fusionada a otra proteína, se clasifica como una aplicación pasiva, reflejando los niveles de expresión de la proteína diana o su ubicación subcelular. Esta aplicación resulta especialmente valiosa debido a que, al no ser una enzima, la GFP no interfiere con los mecanismos fisiológicos de la célula. Por otro lado, al unirse a otras proteínas, la FP puede ser empleada para la creación de sensores capaces de monitorear procesos intracelulares complejos, como la actividad y visualización de señales en cascadas, cambios de pH, calcio, voltaje, potasio, dinámica de segundos mensajeros, activación enzimática, interacción proteína-proteína y cambios conformacionales, clasificándose como indicadores activos.
Las aplicaciones de la GFP se extienden aún más cuando se combinan sus propiedades con técnicas avanzadas, como la microscopía de fluorescencia, ofreciendo ventajas considerables sobre los estudios en tejidos fijados. Estas técnicas permiten la observación dinámica del sistema que se desea estudiar, proporcionando una visión detallada de eventos intracelulares en tiempo real.
En el ámbito de la neurociencia, la GFP ha contribuido de manera significativa a la visualización del sistema nervioso. La capacidad de marcar selectivamente neuronas en mamíferos, especialmente en ratones transgénicos, ha proporcionado una visión detallada de la arquitectura del sistema nervioso central (SNC) y periférico (SNP). La expresión de GFP en neuronas in vivo ha demostrado ser no tóxica y compatible con la función normal de las estructuras sinápticas, lo que ha allanado el camino para la creación de ratones transgénicos que expresan diferentes variantes de FP. Estos ratones han permitido etiquetar morfológicamente diversas estructuras neuronales, como axones, dendritas y espinas dendríticas, proporcionando una herramienta valiosa para el estudio de la neurobiología.
La aplicación de las FP en el estudio de las Uniones Neuromusculares (UNM) en ratones transgénicos ha sido especialmente reveladora. A través de la expresión selectiva de diferentes variantes de FP, como thy1-YFP, thy1-GFP, thy1-CFP y thy1-RFP, se ha logrado visualizar de manera precisa y específica la morfología y la actividad de las UNM en tiempo real.
Uniones Neuromusculares en ratones transgénicos que expresan diversas PFs. a) Expresando thy1-YFP, b) Expresando thy1-GFP, c) Expresando thy1-CFP y d) Expresando thy1-RFP. (Tomado de Feng et al., 2000).
Un grupo de investigadores generaron ratones transgénicos que expresaban diversas FP, destacando la no toxicidad de las proteínas GFP, YFP y CFP en sus experimentos, aunque la RFP mostró menor eficacia en la producción de ratones transgénicos. Estos ratones transgénicos han permitido el etiquetado de neuronas y la observación de la totalidad de la morfología de algunas neuronas, brindando una visión sin precedentes de las conexiones neurales y la actividad sináptica en el sistema nervioso.
Te compartimos algunas de nuestras referencias
Franco, A. Y., & Longart, M. (2009). Aplicaciones de la proteína verde fluorescente (GFP) en la biología celular y en la visualización del sistema nervioso. RET. Revista de estudios transdisciplinarios, 1(2), 84-96.
Feng, G., R. Mellor, M. Bernstein, C. Keller-Peck, Q. Nguyen, M. Wallance, J. Nerbonne, J. Lichtman, J. Sanes (2000). Imaging neuronal subsets in transgenic mice expressing multiple spectral variants of GFP. Cell. 28: 41- 51.
¿Qué opinas? ¿Te gustaría saber algo más? ¿Tienes más información que aportar?