Wie een Nobelprijs wint, heeft daar meestal keihard voor gewerkt en eindeloos op gewacht. Neem Osamu Shimomura, een tachtigjarige Japanner die al sinds 1960 in de Verenigde Staten woont. Vandaag hoorde hij dat hij een derde van de scheikundeprijs in ontvangst mag nemen. Onder meer dankzij het vangen van tienduizend kwallen in de zomer van 1961. Samen met zijn toenmalige baas Frank Johnson was Shimomura de hele zomer bezig kwallen van de soort Aequorea victoria op te vissen aan de westkust van Amerika. Ze sneden steeds het buitenste randje van de dieren af en persten dat door een filter. Die randjes gaven een beetje groen licht, en de onderzoekers wilden uitzoeken hoe dat kwam. Wat ze hadden gehoopt, lukte: er kwamen uit al dat kwallensap enkele milligrammen van een lichtgevend eiwit tevoorschijn. Tot hun verrassing was dat licht blauw, niet groen. Pas in de jaren zeventig ontdekten ze dat het blauwe eiwit in de intacte kwal zijn energie doorgeeft aan een ander eiwit, dat vervolgens groen licht uitzendt. Shimomura zocht uit in welk deel van dat tweede eiwit het licht werd gemaakt. Het gaat om een klein stukje van maar drie bouwstenen (aminozuren) dat in het midden van het tonvormige eiwit zit. Dat stukje kan ultraviolet licht ingevangen, waarna er fotonen van een andere golflengte uitgezonden worden: groen licht. Dit groen oplichtende eiwit heet tegenwoordig Green Fluorescent Protein oftewel GFP en iedere biochemicus kent het. Het heeft enorm veel toepassingen gekregen in biologisch onderzoek, iets wat Shimomura nooit had voorzien. GFP is vooral zo bruikbaar omdat het niets nodig heeft om licht te geven, behalve bestraling met ultraviolet licht. En omdat het zich verder niet bemoeit met de processen in de cel. De eerste die zich realiseerde dat hij daar iets nuttigs mee kon doen, was Martin Chalfie (1947). Dat was in 1988. Zo’n oplichtend eiwit zou handig zijn voor zijn onderzoek aan het doorzichtige wormpje C. elegans, dacht Chalfie. Maar daarvoor moest hij wel eerst de genetische code van dat eiwit in handen hebben. Het duurde een paar jaar voordat een andere onderzoeker, Douglas Prasher, dit voor elkaar kreeg. En toen kon het feest beginnen. Chalfie en zijn collega’s koppelden het stukje kwallen-DNA aan een genetische schakelaar van het wormpje en maakte zo wormen waarin alleen bepaalde cellen licht gaven: de cellen licht gaven waarin die schakelaar om werd gezet. Het leverde ze in februari 1994 een artikel in Science op, en hun plaatselijk groen gloeiende wormpje sierde de voorkant van het blad. Het was revolutionair. Sindsdien is de activiteit van veel genen in kaart gebracht door het GFP-gen in te bouwen. En er bleek nog veel meer mogelijk met dit wondereiwit. Je kunt het bijvoorbeeld inbouwen in kankercellen en die vervolgens inspuiten in muizen, waarna in één oogopslag aan een plakje muis te zien is waar de kanker zit. Of op veel kleinere schaal: het lichtgevende deel van GFP kan aan andere eiwitten worden gehangen, zodat die hun plaats in de cel verraden. Nog leuker wordt het als je verschillende kleuren kunt gebruiken, want dan kun je meerdere eiwitten of celtypen tegelijk volgen. Dat kan tegenwoordig, en dat is voor een groot deel te danken aan Roger Tsien (1952). Die zocht niet alleen precies uit wat er in GFP gebeurt als het licht geeft, maar begon er ook aan te sleutelen. Hij experimenteerde met verschillende bouwstenen en maakte zo eiwitten die licht van andere golflengten uitzenden. Cyaan, blauw en geel bijvoorbeeld. Bovendien maakte hij een rood oplichtend eiwit geschikt voor toepassing in het lab. De Russische onderzoekers Michail Matz en Sergei Loekjanov hadden dat uit koraal geïsoleerd, maar het was te groot om te gebruiken. Tsien maakte er eerst een compacte versie van en vervolgens allerlei nieuwe versies, die net een andere kleur licht verspreiden. Biochemici hebben dankzij de drie Nobelprijswinnaars van vandaag een uitgebreide verfdoos tot hun beschikking om eiwitten of cellen mee te kleuren. Het meest spectaculaire voorbeeld daarvan werd vorig jaar aan de wereld gepresenteerd: een muizenbrein met zenuwcellen in tientallen kleuren. Wetenschappelijk minder interessant, maar voor het publiek opzienbarender, zijn de dieren die in hun geheel licht geven. Konijnen, varkens, muizen, het is allemaal gemaakt. En er is zelfs een fluorescerend visje dat commercieel verkocht wordt, al is dat in Nederland niet legaal. Elmar Veerman