Roger Yonchien Tsien

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Roger Yonchien Tsien (1 de febrero de 1952 – 24 de agosto de 2016) fue un bioquímico americano. Fue profesor de química y bioquímica en la Universidad de California, San Diego y fue galardonado con el Premio Nobel de Química por su descubrimiento y desarrollo de la proteína verde fluorescente, en colaboración con el químico orgánico Osamu Shimomura y el neurobiólogo Martin Chalfie. Tsien fue también un pionero de las imágenes del calcio.

Roger Yonchien Tsien (1952 - 2016)
Roger Yonchien Tsien (1952 – 2016)

Infancia y educación

Tsien nació en una familia chino-americana en Nueva York, en 1952. Creció en Livingston, Nueva Jersey y asistió a la escuela secundaria de Livingston. Tsien remonta su ascendencia familiar a Hangzhou, China. Su padre Hsue-Chu Tsien, un ex-alumno del MIT y de la Universidad Shanghai Jiao Tong, era ingeniero mecánico y se había destacado académicamente, graduándose como el mejor de su clase en la universidad.


Sufrió de asma cuando era niño, y como resultado, a menudo estaba en el interior. Pasaba horas realizando experimentos químicos en su laboratorio del sótano. A los 16 años, ganó el primer premio en la búsqueda de talentos de Westinghouse con un proyecto que investigaba cómo se unen los metales al tiocianato.

Roger Tsien asistió a la Universidad de Harvard con una Beca de Mérito Nacional, donde fue elegido para Phi Beta Kappa como junior. Se graduó summa cum laude con una Licenciatura en Química y Física en 1972. Según su compañero de cuarto de primer año, el economista y político de Iowa Herman Quirmbach, «Probablemente no es una exageración decir que es la persona más inteligente que he conocido … …y he conocido a mucha gente brillante

Después de completar su licenciatura, Tsien se unió al Laboratorio Fisiológico de la Universidad de Cambridge en Cambridge, Inglaterra con la ayuda de una beca Marshall, y residió en el Churchill College, Cambridge. Recibió su doctorado en fisiología en 1977 para la investigación sobre el Diseño y Uso de Herramientas Químicas Orgánicas en Fisiología Celular supervisado formalmente por Richard Adrian en el Departamento de Fisiología y asistido por Andy Holmes, Gerry Smith y Jeremy Sanders en el Departamento de Química.


Carrera profesional e investigativa

Después de su doctorado, Roger Y. Tsien fue investigador en Gonville y Caius College, Cambridge, de 1977 a 1981. Fue nombrado miembro del cuerpo docente de la Universidad de California, Berkeley, de 1982 a 1989. A partir de 1989, trabajó en la Universidad de California, San Diego, como profesor de farmacología y profesor de química y bioquímica, y como investigador del Instituto Médico Howard Hughes.

Tsien contribuyó a los campos de la biología celular y la neurobiología descubriendo las etiquetas fluorescentes programables genéticamente, permitiendo así a los científicos observar el comportamiento de las moléculas en las células vivas en tiempo real. También desarrolló indicadores fluorescentes de iones de calcio y otros iones importantes en los procesos biológicos.

. Película creada por Erik A. Rodríguez con UCSF Quimera del PDB: 1EMA en memoria de Roger Y. Tsien

En 2004, Roger Tsien fue galardonado con el Premio Wolf de Medicina «por su contribución fundamental al diseño y aplicación biológica de nuevas moléculas fluorescentes y fotolábiles para analizar y perturbar la transducción de señales celulares». En 2008, Roger Y. Tsien compartió el Premio Nobel de Química con Osamu Shimomura y Martin Chalfie por «la proteína verde fluorescente: descubrimiento, expresión y desarrollo»

Proteinas flourescentes

Las proteínas fluorescentes multicolores desarrolladas en el laboratorio de Tsien son utilizadas por los científicos para rastrear dónde y cuándo se expresan ciertos genes en las células o en organismos completos. Normalmente, el gen que codifica una proteína de interés se fusiona con el gen de una proteína fluorescente, lo que hace que la proteína de interés brille en el interior de la célula cuando ésta es irradiada con luz ultravioleta y permite a los microscopistas rastrear su ubicación en tiempo real. Esta es una técnica tan popular que ha añadido una nueva dimensión a los campos de la biología molecular, la biología celular y la bioquímica.

Desde el descubrimiento del tipo silvestre GFP, se han diseñado y probado numerosos mutantes diferentes de GFP. El primer salto significativo fue una mutación de punto único (S65T) que Tsien informó en 1995 en Nature. Esta mutación mejoró drásticamente las características fluorescentes (tanto la intensidad como la fotoestabilidad) y espectrales de la GFP. Así pues, puede observarse claramente un desplazamiento del pico de excitación principal a 488 nm, quedando el pico de emisión a 509 nm, lo que se ajustaba muy bien a las características espectrales de las instalaciones de FITC comúnmente disponibles. Todo ello amplificó en gran medida la viabilidad de la utilización de la GFP por los científicos en sus investigaciones. Tsien contribuyó principalmente a gran parte de nuestra comprensión del funcionamiento de la GFP y al desarrollo de nuevas técnicas y mutantes de la GFP.


En 2009, un nuevo tipo de proteína fluorescente infrarroja (PFI) fue desarrollado por el grupo de Tsien, y más tarde reportado y descrito la revista Science. Las nuevas IFP se desarrollan a partir de fitocromos bacterianos en lugar de organismos multicelulares como las medusas. En condiciones normales, los fitocromos bacterianos absorben la luz para la señalización en lugar de la fluorescencia, pero pueden volverse fluorescentes después de eliminar algunas de las partes de la señalización por medios genéticos, como la mutagénesis dirigida por el sitio. Para ser fluorescentes, los FIP requieren un cromóforo exógeno, la biliverdina.

En 2016, Roger Tsien se desarrolló una nueva clase de proteína fluorescente a partir de una ficobiliproteína de una cianobacteria (Trichodesmium erythraeum), α-alloficocianina, y se la denominó pequeña proteína fluorescente ultra roja (smURFP). La smURFP autoincorpora catalíticamente la biliverdina cromófora sin necesidad de una proteína externa, conocida como liasa. Las proteínas fluorescentes derivadas de medusas y corales requieren oxígeno y producen una cantidad estequiométrica de peróxido de hidrógeno al formarse el cromóforo. El smURFP no requiere de oxígeno ni produce peróxido de hidrógeno y utiliza el cromóforo, la biliverdina. El smURFP tiene un gran coeficiente de extinción (180.000 M-1 cm-1) y tiene un modesto rendimiento cuántico (0,20), lo que lo hace comparable al brillo biofísico del eGFP y ~2 veces más brillante que la mayoría de las proteínas fluorescentes rojas o rojas lejanas derivadas del coral. Las propiedades espectrales del smURFP son similares al colorante orgánico Cy5.

Imágenes de calcio

Tsien fue un pionero de las imágenes de calcio y conocido por desarrollar varios tintes que se vuelven fluorescentes en presencia de iones particulares como el calcio. Uno de estos tintes, Fura-2, se utiliza ampliamente para rastrear el movimiento del calcio dentro de las células. El Indo-1, otro indicador de calcio popular también fue desarrollado por el grupo de Tsien en 1985. También ha desarrollado indicadores fluorescentes para otros iones como el magnesio, el zinc, el cobre, el hierro, el plomo, el cadmio, el aluminio, el níquel, el cobalto y el mercurio.

Roger Y. Tsien en la ceremonia de entrega del premio Nobel, 2008
Roger Y. Tsien en la ceremonia de entrega del premio Nobel, 2008

El aequorin es también un instrumento útil para indicar el nivel de calcio en el interior de las células; sin embargo, tiene algunas limitaciones, principalmente es que su grupo de prótesis, la coelenterazina, se consume de manera irreversible cuando emite luz, por lo que requiere la adición continua de coelenterazina en los medios de comunicación. Para superar estos problemas, el grupo de Tsien también desarrolló el sensor basado en calmodulina, llamado Cameleon.


Actividades industriales

Roger Tsien fue también un notable inventor bioquímico y es titular o co-titular de unas 100 patentes hasta 2010. En 1996, Tsien co-fundó la Aurora Biosciences Corporation, que salió a bolsa en 1997. En 2001, Aurora fue adquirida por Vertex Pharmaceuticals. Del mismo modo, Tsien también fue cofundador científico de Senomyx en 1999. También promovió la educación científica a jóvenes científicos prometedores a través del primer almuerzo del Festival de Ciencia de San Diego con un programa de premios.

Fallecimiento

Roger Y. Tsien murió el 24 de agosto de 2016. Aunque la causa específica de la muerte no fue revelada, se informó que murió mientras estaba en un sendero de bicicletas en Eugene, Oregon, EEUU. Antes de su muerte, Tsien había sobrevivido al cáncer y sufrió un derrame cerebral en 2013.

«Estaba por delante de todos nosotros«, dijo la esposa de Tsien, Wendy. «Siempre fue el aventurero, el explorador, el espíritu libre y elevado. El coraje, la determinación, la creatividad y la inventiva eran características de su carácter. Logró mucho. No será olvidado

Para más información Roger Y. Tsien – Facts – NobelPrize.org

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