利用熒光蛋白窺測基因調(diào)控

隨著人類和許多其他物種基因組測序工作的完成，生物學(xué)家開始將研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到調(diào)控基因如何開啟和關(guān)閉功能基因的表達(dá)上，該類研究的進(jìn)行需要依靠新技術(shù)和新工具的發(fā)明應(yīng)用。近期在《自然—方法學(xué)》（Nature Methods）雜志上發(fā)表的相關(guān)文章表明，美國佛羅里達(dá)州立大學(xué)國家高磁實(shí)驗室研究人員與加拿大阿爾伯塔大學(xué)、加州大學(xué)圣地亞哥分校的研究者們分別通過創(chuàng)造出兩個熒光蛋白和提高蛋白穩(wěn)定性的方法使研究人員能夠更簡便地觀測細(xì)胞的生命活動。
 
    美國國家高磁實(shí)驗室的生物學(xué)家邁克爾·戴維森和克里斯滕·黑茲爾伍德與阿爾伯塔大學(xué)的研究者共同創(chuàng)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(xì)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(xì)胞中的兩個獨(dú)立的動態(tài)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(xì)胞生長和分化起著關(guān)鍵作用。這一生物傳感器的應(yīng)用，能夠幫助研究人員對腫瘤與發(fā)育生物學(xué)領(lǐng)域的課題進(jìn)行深入研究。
 
    新生物傳感器的出現(xiàn)使熒光共振能量轉(zhuǎn)移技術(shù)（FRET）得到了改進(jìn)。熒光共振能量轉(zhuǎn)移是指能量從一種受激發(fā)的熒光基團(tuán)以非輻射的方式轉(zhuǎn)移到另一種熒光基團(tuán)的物理現(xiàn)象，F(xiàn)RET的能量轉(zhuǎn)移效率與兩個熒光基團(tuán)間距離密切相關(guān)，因此可用于測定原子間及分子間的距離。這一特點(diǎn)使FRET技術(shù)在大分子構(gòu)象變化、大分子之間相互作用、細(xì)胞信號通路等研究中發(fā)揮重要作用，成為生物醫(yī)學(xué)研究中的重要方法。
 
    但由于細(xì)胞內(nèi)的生物學(xué)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(shù)往往無法滿足生物學(xué)研究的需求。研究小組帶頭人戴維森說，在熒光共振能量轉(zhuǎn)移中，活體細(xì)胞中兩個熒光分子相互作用時將傳遞能量，作為分子標(biāo)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。
利用熒光蛋白窺測基因調(diào)控