利用熒光蛋白窺測基因調控
發布日期：2013-06-09 瀏覽次數 ：773
隨著人類和許多其他物種基因組測序工作的完成，生物學家開始將研究重點轉移到調控基因如何開啟和關閉功能基因的表達上，該類研究的進行需要依靠新技術和新工具的發明應用。近期在《自然—方法學》（Nature Methods）雜志上發表的相關文章表明，美國佛羅里達州立大學高磁實驗室研究人員與加拿大阿爾伯塔大學、加州大學圣地亞哥分校的研究者們分別通過創造出兩個熒光蛋白和提高蛋白穩定性的方法使研究人員能夠更簡便地觀測細胞的生命活動。
美國高磁實驗室的生物學家邁克爾·戴維森和克里斯滕·黑茲爾伍德與阿爾伯塔大學的研究者共同創造出了兩個新的熒光蛋白生物傳感器，通過該類分子信號人們可以清楚分辨細胞中是否存在生命活動。生物傳感器可以被同時用于檢測一個細胞中的兩個的動態活動，這對于理解不同的蛋白和酶是如何共同工作并完成日常功能、幫助細胞生長和分化起著關鍵作用。這一生物傳感器的應用，能夠幫助研究人員對腫瘤與發育生物學領域的課題進行深入研究。
新生物傳感器的出現使熒光共振能量轉移技術（FRET）得到了改進。熒光共振能量轉移是指能量從一種受激發的熒光基團以非輻射的方式轉移到另一種熒光基團的物理現象，FRET的能量轉移效率與兩個熒光基團間距離密切相關，因此可用于測定原子間及分子間的距離。這一特點使FRET技術在大分子構象變化、大分子之間相互作用、細胞信號通路等研究中發揮重要作用，成為生物醫學研究中的重要方法。
但由于細胞內的生物學過程常常涉及多于兩個的大分子間相互作用，以往的FRET技術往往無法滿足生物學研究的需求。研究小組帶頭人戴維森說，在熒光共振能量轉移中，活體細胞中兩個熒光分子相互作用時將傳遞能量，作為分子標記它們的活動可以在顯微鏡下觀察到，然而我們一直以來一次只能觀察到一個生物傳感器。
新的技術——雙邊FRET則不同，它可以通過上述新的生物傳感器分子，檢測中間肽鏈而同時檢測兩個熒光蛋白。新的生物傳感器是基于新的紫外激發黃色熒光的綠色熒光蛋白基因發明的，由于它們獨特的被激發特性，它可以在其他分子存在的同時被監測到。幾百個該類新生物傳感器已經在過去幾年里被用于研究細胞規模式死亡、新陳代新、細胞分裂、激素刺激等一系列細胞生命活動。
同時，戴維森小組及合作者們也進一步擴展了光學顯微鏡的能力，他們創造了新的熒光蛋白觀測辦法，使蛋白在顯微鏡下更加穩定。這些蛋白對光很敏感，經過一定的時間后會被漂白消失。通過使蛋白更穩定，顯微鏡使用者將能更長時間地觀察活體細胞。
將上述兩項技術的進展綜合在一起，可以一次性較長時間地觀察一個細胞的兩個動力過程，有望加速研究的進行并擴展光學顯微鏡的應用。
利用熒光蛋白窺測基因調控
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