Atradimas, įžiebęs žalią šviesą

Švytintys gyvūnai nėra tik dar vienas mokslininkų žaidimas su gamta. Pasitelkiant juos tikimasi geriau ištirti Parkinsono ir panašių ligų eigą, atrasti efektyvų gydymą nuo AIDS, bei sužinoti cheminės taršos poveikį mums.

Žalias švytėjimas atsiranda dėl žaliai fluorescuojančio baltymo, kuris pirmą kartą buvo aptiktas beveik prieš 60 metų, Ramiajame Vandenyne ties Šiaurės Amerikos krantais gyvenančioje medūzoje Aequorea victoria. Keli jos genai reikalingi šiam baltymui gaminti ir yra įterpiami į gyvūnus.

Kaip tai veikia?

Gamtoje švyti daug kas: džiunglėse ar net musų miškuose skrajojantys jonvabaliai, giliai vandenyne plaukiojančios žuvys, jūros bangose besisupantys dumbliai. Šis švytėjimas nėra vienos prigimties. Gamtoje labiausiai paplitę du šviesos skleidimo būdai. Pirmąjį jų naudoja jonvabaliai, kurie pasitelkdami baltymą liuciferiną ir savo vidines energijos atsargas, sukuria šviesą. Tai yra vadinama bioliuminescencija.

Naudojantis antruoju švytėjimo būdu, fluorescensija, kūno energijos atsargos nėra naudojamos. Tiesa sakant mokslininkų išveisti gyvūnai patys dažniausiai net nešviečia. Jie yra apšviečiami ultravioletine šviesa, kurios mūsų akys nemato. Žaliai fluorescuojantis baltymas sugeria šią šviesą, ir, pakeitęs šviesos bangos ilgį (t. y. jos spalvą), ją atspindi atgal. Tamsoje taip apšvietus gyvūną šis nušvinta žaliai. Taip ima švytėti ir skorpionai juos apšvietus ultravioletine šviesa.

Įdomu tai, kad medūza iš kurios buvo gautas šis genas, vykdo abu procesus. Ji pati naudodama energiją sukuria melsvą šviesą, kurią sugeria žaliai fluorescuojantis baltymas ir medūza ima šviesti žaliai.

Kuo tai naudinga?

Švytėjimas yra lengvai atskiriamas požymis-žymeklis, pagal kurį galima pamatyti, ar gyvūnas paveldėjo ligą ar kitą svarbią, bet taip lengvai nepamatomą savybę.

2009 metais japonų mokslininkai šį geną įterpė į beždžionėlę marmozetę, kurios keli palikuonys pirmą kartą irgi jį paveldėjo. Stebint, kaip genas yra paveldimas, ateityje tikimasi geriau ištirti tokių ligų kaip Parkinsono vystymąsį.

Žaliai fluorescuojantis baltymas gali padėti ieškant atsparumo AIDS sukeliančiam virusui. Tam buvo išvestos žaliai švytinčios katės. Katės, kaip ir žmonės, turi virusą sukeliantį AIDS ligą, prieš kurį jų imunitetas nepajėgus kovoti. Iš makakų buvo gautas genas suteikiantis atsparumą virusui, kuris kartu su žaliai fluorescuojančiu baltymu ir buvo įterptas į kates. Taip ląstelės, turinčios atsparumą virusui, nušvinta žalia spalva ir jas galima atpažinti nuo neatsparių ląstelių.

Žalias švytėjimas palengvina aplinkos teršalų poveikio gyvūnams stebėjimą. Dalis aplinkoje esančių cheminių medžiagų (įvairūs plastikai, kontraceptinių vaistų liekanos) gali veikti gyvūnų, kartu ir žmogaus hormoninę sistemą. Taip gali išsivystyti vyrų nevaisingumas, sėklidžių, krutų vėžys, kitos ligos. Žuvelėse danijose esantis žaliai fluorescuojantis baltymas ima švytėti tose vietose kur pradeda kauptis dideli kiekiai šių medžiagų. Todėl galima pamatyti vizualiai kokia medžiaga kaip veikia gyvūną, sužinoti jos pažeidžiamas vietas. Šiuo būdu buvo išsiaiškinta, kad dalyje plastikų esantis bisfenolis A (BPA) sukelia širdies ligas.

Žaliai fluorescuojantis baltymas buvo pirmasis, naudotas kuriant švytinčius gyvūnus. Šiuo metu jau yra visa jų spalvų paletė. O tai ne tik gražu, bet ir svarbu medicininiu požiūriu.