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As proteínas da bioluminescência foram usadas como ferramentas na descoberta de novos medicamentos e têm sido aplicadas amplamente na pesquisa biomédica, na qual são usadas para estudar os processos biológicos das células vivas.
Mas, agora, muitos cientistas estão tentando aplicar os conceitos dessa "luz natural" em atividades como a melhoria do cultivo de alimentos, a detecção da poluição ou até mesmo a iluminação pública.
Uma das ideias, por exemplo, é desenvolver árvores que emitam luz e, dessa forma, possam ser usadas para iluminar as ruas de uma cidade.
Darwin
Charles Darwin, o pai da Teoria da Evolução, foi um dos primeiros cientistas modernos a documentar o processo.
Na noite de janeiro de 1832, próximo à costa de Tenerife, na Espanha, o jovem Darwin vagava pelo convés do navio HMS Beagle.
Enquanto olhava distraído para o mar, ele foi surpreendido por um brilho sobrenatural vindo de dentro do oceano.
"O mar estava iluminado por inúmeros pontinhos que, no rastro do navio, deixavam uma cor levemente leitosa, quase uniforme", escreveu Darwin.
"Quando a água era colocada em uma garrafa, soltava umas faíscas por alguns minutos, antes de se encolher", acrescentou.
Darwin estava quase certo ao descrever a luz emitida pelos minúsculos organismos marinhos chamados dinoflagelados.
A análise do pai da Teoria da Evolução sobre o fenômeno foi trazida à tona anos depois pelo professor Anthony Campbell, que analisou as notas manuscritas de Darwin guardadas na Universidade de Cambridge, na Inglaterra.
Depois de Darwin, demorou mais de um século até que um experimento prático fosse feito para estudar a bioluminescência.
Campbell, da Universidade de Cardiff, no País de Gales, realizou uma pesquisa pioneira durante os anos 70 e 80, levando à descoberta de que criaturas vivas produzem luz usando enzimas especiais, chamadas luciferases.
Essas enzimas participam de uma reação química nas células, que são responsáveis pela emissão de luz.
"Quando eu comecei a pesquisar bioluminescência 40 anos atrás, na escola de medicina de Cardiff, muitas pessoas me olharam estranho e disseram: "Que diabos esse sujeito está fazendo ao trabalhar com animais marinhos? Ele veio de Cambridge para fazer pesquisa médica", conta Campbell.
Mercado amplo
Mas o cientista estava prestes a explicar o potencial daquele fenômeno. Tendo descoberto as enzimas envolvidas na bioluminescência, ele percebeu que combinando luciferases com outras moléculas, era possível aproveitar a emissão de luz para mensurar processos biológicos.
Isso pavimentaria o caminho para uma revolução na pesquisa médica e no diagnóstico clínico.
Campbell identificou, por exemplo, que, ao unir a enzima da luminescência a um anticorpo - ou seja, a molécula produzida pelo sistema imunológico humano para autoproteção -, podia diagnosticar uma doença.
Isso permitiu aos médicos dispensar os marcadores radioativos que até então eram usados nesses testes.
"Esse mercado é agora avaliado em 20 bilhões de libras (R$ 65 bilhões). Qualquer um que vá a um hospital e se submeta a um exame de sangue que meça proteínas virais, proteínas do câncer, hormônios, vitaminas, proteínas de bactérias, drogas, com certeza, estará usando essa técnica", afirmou Campbell à BBC.
"Um departamento universitário que não recorra a tais técnicas, não pode ser considerado atualmente de ponta."
Problemas de contaminação
Outras aplicações do processo ainda estão sendo pesquisadas. Na Universidade de Lausanne, na Suíça, o professor Jan Van der Meer desenvolveu um teste para detectar a presença de arsênio na água potável, usando para isso uma bactéria geneticamente modificada.
A contaminação por arsênio nos lençóis freáticos é um problema grave em algumas partes do mundo, especialmente em Bangladesh, na Índia, no Laos e no Vietnã.
Os micróbios de Van der Meer foram concebidos para emitir luz quando tivessem contato com componentes em que o arsênio estivesse presente.
O experimento consistiu em injetar água potencialmente contaminada em frascos, ativando a bactéria geneticamente modificada dormente.
O ponto em que as bactérias emitem luz foi então medido para determinar uma indicação das concentrações da substância mortal na água.
O trabalho de Van der Meer está sendo agora comercializado pela empresa alemã Arsoluz. Segundo ele, os kits baseados na bactéria podem ser usados para amostras múltiplas, requerem menos materiais do que outros kits tradicionais e são mais fáceis de preparar.
Mas obstáculos regulatórios ainda impedem o uso desse tipo de exame nesses países. Diz Van der Meer: "No fim das contas, trata-se de razões mercadológicas (...) coisas que vão além do seu trabalho como cientista."
As chamadas proteínas arco-íris (um subproduto do trabalho com a bioluminescência), que mudam de cor em resposta a componentes específicos, também são uma opção para detectar toxinas, ou potentes agentes de terrorismo, como o antraz.
Apesar do impacto no diagnóstico clínico e na pesquisa, Campbell destaca que ele só recebeu uma única doação financeira por sua pesquisa sobre a bioluminescência.
"No entanto, trata-se de um tema que já permitiu grandes descobertas na biologia e na medicina, além de ter criado um mercado de bilhões de dólares."