بروتينات إشارة المرور الجزيئية
لا بد أن نعتبر استخدامَ بروتين الفلورسنت الأخضر، أو ما يُعرف أيضًا بالبروتينات الفلورية الخضراء، بصفته واسمًا جينيًّا داخل الخلايا الحية؛ أحدَ أروع الابتكارات التي ظهرت خلال العقدين الماضيين. وعلاوةً على ذلك، فقد ظهر في بداية حياتي ككاتبٍ، وبالتالي تناولْتُ العمل الأصلي ثم جلستُ أشاهده يكبر ليصبح أحدَ أكبر الموضوعات على الإطلاق في البيولوجيا الجزيئية (انظر مقال «الشُّعلة الخضراء»). وبعد ذلك ببضع سنوات، اتسعت لوحة الألوان لتشمل ألوانًا مختلفة، وهو موضوع المقال التالي.
لقد انتشرَتْ تطبيقات بروتين الفلورسنت الأخضر المأخوذ من قنديل البحر «إيكوريا فيكتوريا» انتشارَ النار في الهشيم منذ البحث الصادر عام ١٩٩٩، الذي تحدَّثَ عن إمكانية استخدام بروتينات الفلورسنت الأخضر بصفتها واسِمًا في التعبير الجيني. ويمكن دمج الجين المسئول عن إنتاج بروتين الفلورسنت الأخضر — المتاح حاليًّا كأداة تجارية — مع جين محدَّد. وإذا تمَّ إنتاجُ بروتين الفلورسنت الأخضر، فسوف تلمع الخلايا باللون الأخضر تحت مصباح الأشعة فوق البنفسجية. يحدث الأمر بهذه البساطة، دون الحاجة إلى مواد كيميائية أخرى، ودون شروط. كما أظهر علماء الفيزياء الحيوية اهتمامًا كبيرًا بالجزء الصغير من البروتين الذي يبعث الضوء (حامِل اللون) بسبب بنيته الشديدة الغرابة التي تنشأ نتيجةَ تعديلاتٍ يُجرِيها البروتين على نفسه.
يحدث التفاعل الثاني ببطء شديد، وهو ما يمثِّل عائقًا أمام بعض التطبيقات، ولكن التفكير الإيجابي يمكن أن يحوِّل هذا العيبَ إلى ميزة، مثلما أوضَحَ أليكسي تيرسكيخ وزملاؤه من جامعة ستانفورد؛ فقد أنتجوا عمدًا نسخةً طافرة بطيئة التحوُّل من بروتين الفلورسنت الأحمر المماثِل، وأثبتوا أنها قد تكون مفيدةً بصفتها «ساعةً ميقاتية» في بيولوجيا النمو. وفي هذه التجارب، يكشف الضوء الأخضر الخلايا التي نشط فيها مؤخرًا الجينُ المطلوب، كما يُظهِر اللونُ المتدرجُ من الأصفر إلى البرتقالي نشاطًا متواصِلًا، في حين يشير الوميض الأحمر إلى أن الجين قد تمَّ تثبيطه.
أحدث التطورات
تُعتبَر واسِمات الفلورسنت على شاكلة بروتينات الفلورسنت الأخضر والأحمر مجالًا رائجًا في سوق أدوات المعامل حاليًّا، ولها العديد من النُّسَخ التي تسعى إلى جذب انتباه علماء البيولوجيا الجزيئية. وفي الواقع، فإنني لم أتابِعْ هذا التطورَ عن كثب أكثر، ولكن إذا كان ثمة أيُّ استخدامٍ لإشارات المرور الجزيئية، فأنا متأكِّد أن شخصًا يبيعها الآن بالفعل.
قراءات إضافية
-
L. A. Gross et al., Proc. Natl Acad. Sci. USA, 2000, 97, 11990.
