¿Qué significa FRET?

En la nota publicada en el número 108 de CIENCIA HOY, de diciembre-enero pasado, sobre los premios Nobel 2008, se hace referencia a un proceso llamado FRET, aplicado al estudio de las interacciones entre proteínas. Hasta donde estoy enterado, no se trata de una técnica de conocimiento corriente. ¿Podría la revista explicarla brevemente en algún número futuro?

Respuesta de los editores

Tiene razón el firmante de la carta en solicitar una explicación, pues aunque la técnica pueda ser conocida para los biólogos de laboratorio, seguramente no lo es para muchos otros lectores. El tema merece, sin duda, que se le dedique un artículo especial, pero por de pronto podemos adelantar su concepto básico. FRET es un acrónimo formado con las primeras letras de fluorescence resonance energy transfer o transferencia de energía por resonancia de fluorescencia. Se puede pensar que quienes lo acuñaron buscaban también un efecto con el significado cotidiano del verbo to fret, que se puede traducir por preocuparse o inquietarse.

La técnica en cuestión se basa en que las proteínas fluorescentes absorben luz de determinada longitud de onda y emiten luz de otra longitud de onda. Llamemos L1 a la longitud de onda de la luz que absorbe una proteína imaginaria a la que damos el nombre de A, y L2 a la longitud de onda de la luz que emite. Si considerásemos la existencia de otra proteína fluorescente (que llamaremos B), capaz de absorber luz de longitud de onda L2 y emitir luz de longitud de onda L3, podría la segunda absorber la luz que emite la primera y, de esa manera, producirse un proceso de transferencia de energía de molécula a molécula, que constituye el fundamento de la técnica FRET. Este proceso ocurre dentro de células que expresen ambas proteínas solo si A y B están lo suficientemente cerca una de otra.

En el artículo que provocó la pregunta se habla de dos proteínas fluorescentes, aquorina y GFP, y se afirma que la aquorina está en estrecho contacto con la GFP, tan cerca que la GFP es capaz de tomar la luz azul provista por la aquorina para emitir luz verde. En términos de las denominaciones que explicamos, la luz azul sería L2 en y la verde L3.

Haciendo uso de este fenómeno, los biólogos celulares pueden hoy verificar las interacciones físicas entre proteínas, predichas por la bioquímica clásica, sin necesidad de desensamblar los componentes de una célula. Las condiciones que dos proteínas (llamémoslas X y Z) deben cumplir para que su interacción pueda ser estudiada con el auxilio de la técnica FRET son dos. Primero, deben estar muy próximas, entre uno y diez nanómetros (millonésimos de milímetro, simbolizados por nm). Como comparación, el diámetro de la doble hélice de ADN es de 2,3nm. La otra condición es que la longitud de onda de emisión se superponga con la de absorción de la otra.

Sin, embargo, como el número de proteínas fluorescentes naturalmente es muy bajo, dos proteínas cualesquiera nunca podrían ser estudiadas con la ayuda de FRET de no recurrirse a la técnica del ADN recombinante, la cual permite modificar los genes que corresponden a las proteínas X y Z. Con tal modificación, estas resultan expresadas como fusión (o híbridos) con dos proteínas fluorescentes que llamaremos A’ y B’ respectivamente, equivalentes a las proteínas A y B del primer ejemplo, pero incapaces de interaccionar por sí solas. Si en células que expresan los híbridos XA’ y ZB’, al ser irradiadas con luz de longitud de onda L1 se obtiene una emisión de longitud de onda L3 en vez de L2, tendríamos un resultado positivo, porque la luz de longitud de onda L2 emitida por la proteína hibrida XA’ fue absorbida por XB’ y emitida como L3. Como A’ y B’ no pueden interactuar, la cercanía de los dos híbridos es indicativa de la interacción entre X y Z y permite comprobar la cercanía de estas dos moléculas en una célula viva.

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