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上源教你如何应用荧光蛋白进行秀丽线虫研究

2023-04-12 10:34

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SUNYBIOTECH

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荧光蛋白于20世纪60年代初首次在北美西海岸随洋流漂移的水母(Aequorea victoria)中被观察到,而今其已成为当代生物学领域最重要的工具之一。在荧光蛋白辅助下,科研人员配合使用荧光显微镜可以看到前所未见的分子生物学过程,比如:蛋白互作、mRNA迁移和DNA定位等。1994年,Martin Chalfie首次将GFP引入到秀丽线虫中并观察到两个表达GFP荧光蛋白的触觉受体神经元 (ALMR和PLMR),由于其在该领域开创性的应用,2008年Chalfie与另外两位科学家(Osamu Shimomura和Roger Y. Tsien)分享当年的诺贝尔化学奖。

图一 Aequorea victoria

目前为止,科学家已发现或开发出超过950多种的荧光蛋白或其变体。在使用荧光蛋白开始我们的研究之前,如何在茫茫多的荧光蛋白种类中挑取适合自己课题的荧光蛋白呢?为特定的课题选择最适合的荧光蛋白对于许多小伙伴来说无疑是一项颇具挑战的任务,因为我们需要从众多可用的、色彩斑斓的并且还在不断衍生的荧光蛋白中精挑细选。通常我们可以从一些文献研究报道中或从相关网站信息收集中得到荧光蛋白特性的初始数据,在期望的应用场景中,依据小规模参数点对点比较进行选择。但受限于验证仪器设备所能满足的条件范围,有时候我们只能挑取少数荧光蛋白的特性进行检查。在生物体中成像时,荧光蛋白的选择则需要考虑三个关键特性:1)亮度、2)光稳定性,以及3)聚集倾向。在本文中,我们在星罗云布的荧光蛋白大家族中列举了部分在线虫研究中有应用的荧光蛋白(表1),以便大家学习参考。


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线虫文献中使用过的荧光蛋白

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Note:

1.  在线虫中实际氨基酸残基序列部分荧光蛋白有变化。

2.  由消光系数和荧光量子产率计算得到的。实际亮度还取决于荧光蛋白的额外特性,如成熟时间,pH值等。

3.  衡量荧光蛋白对酸敏感的指标。该值是荧光最大值的50%的pH值。

4.  是指荧光蛋白开始折叠、发色团成熟到荧光最大值的50%的时间。

5.  荧光团在吸收光子后由松弛态转入基态的时间。

6.  指荧光蛋白在激发光下,会产生光褪色,当降低至荧光最大值的50%所用的时间。

7.  部分荧光蛋白有多种变体和名称。

8.  列举一篇荧光蛋白在线虫中引用的文献报道。

9. &:荧光光转换蛋白,在特定波长激发下有绿荧光蛋白(前)转换成红荧光蛋白(后)。

参考文献

Chalfie M, Tu Y, Euskirchen G, Ward WW, Prasher DC. Green fluorescent protein as a marker for gene expression. Science. 1994;263(5148):802-805. 

doi:10.1126/science.8303295


撰稿:卞文印

审核:陈岚彬

编辑:刘乐丰