Green fluorescence protein (GFP)je protein v AequoreaVictoria, který vykazuje zelenou fluorescenci při vystavení světlu. Protein má 238 aminokyselin, tři z nich (čísla 65 až 67)tvoří strukturu, která vydává viditelné zelené fluorescenční světlo. Medúzy, GFP interaguje s jiným proteinem, nazývaným aequorin, který vydává modré světlo při přidání vápníku. Biologové používají gfpto studium buněk v embryích a plodech během vývojeprocesů.,biologové používají GFP jako markerový protein . GFP se může připojit k andmark další protein s fluorescencí, což vědcům umožňuje vidětpřítomnost konkrétního proteinu v organické struktuře.Gfp se týká genu, který produkuje zelený fluorescentprotein. Pomocí technologie rekombinace DNA vědci kombinujígfp gen do jiného genu, který produkuje protein,který chtějí studovat, a pak vloží komplex do buňky. Pokud buňka produkujezelená fluorescence, vědci usuzují, že buňka také exprimujezelený gen., Navíc vědci používají GFP k označení specifickýchorganely, buňky, tkáně. Vzhledem k tomu, že gen Gfp je dědičný, thedescendenty značených entit také vykazují zelenou fluorescenci.
Edmund N. Harvey, profesor na Princetonské univerzitě v New Jersey, zahájil studium bioluminiscence v USA. V roce 1921 popsal Harvey žluté tkáně v deštníku medúzy jako světelné v určitých podmínkách, jako je noc nebo když je medúza stimulována elektřinou., V roce 1955,Demorest Davenport na University of California v Santa Barbarain Santa Barbara, Kalifornie, a Joseph Nicol v Plymouth MarineLaboratory v Plymouth, Anglie, používá fotoelektrický záznam andhistological metody k potvrzení Harvey popisy, a theyidentified zelené fluorescenční materiály v okrajové kanál z deštníku.
ve stejném roce se Osamu Shimomura stal výzkumným asistentem na univerzitě v Nagoji v Japonsku a krystalizoval luciferin,sloučeninu vyzařující světlo nalezenou v moři-firefly Vargulahilgendorfii., Šimomura publikoval své výsledky v roce 1957. Jeden z Harveyho studentů, Frank H. Johnson, studoval bioluminiscenci naprinceton University. Johnson sledoval Shimomura práce a invitedhim pracovat v USA, a v roce 1960 Shimomura obdržel aFulbright Cestovní Grant a začal pracovat s Johnsonem. Krátce poté, co Šimomura dorazil do USA, Johnson představil thebioluminiscenci Aequorea Victoria Shimomura. V USA žijí medúzy pouze na západním pobřeží, takže Shimomura cestoval dofriday Harbor Laboratories University of Washington na ostrově SanJuan ve Washingtonu v létě 1961., Po catchingabout 10,000 medúzy, Shimomura vzal výtažky z jellyfishand zachovány v suchém ledu přivést ji zpět do Princetonu inSeptember z roku 1961.
V Princetonu, Shimomura a jeho kolegové začali čistit thebioluminescent látky, a zjistili, že je to protein,který se nazývá aequorin. Když vyčistili aequorin, takéobjevené stopy jiného proteinu, který vykazoval greenfluorescenci. Šimomurův tým publikoval nálezy v „Exraction, purifikace a vlastnosti Aequorinu“ v roce 1962., Papír bylo aequorinu, ale také popsal zelený protein, kterýzakázal zelenou fluorescenci pod slunečním světlem. John W. Hasting andJames G. Morin, který později zkoumal aequorin, nazval proteinový zelený fluorescenční protein v roce 1971.
Shimomura se zaměřila na aequorin, vyčistila protein, krystalizovala a objasnila jeho základní strukturu. On také studoval theproperties of GFP, a publikoval jeho poslední článek o GFP v roce 1979. In1981, po odchodu z Princetonské Univerzity pro Mořské BiologyLaboratory ve Woods Hole, Massachusetts, Shimomura ne výzkum GFP., Od roku 1979 do roku 1992, mnoho researchersstudied různé aspekty GFP, včetně použití NuclearMagnetic Rezonance pro studium aminokyseliny z bílkovin, použití X-paprsky studovat jeho crystal, a vývoj GFP.
V časných 1990, molekulární biolog Douglas Prasher,v Mořské biologické Laboratoři, používá GFP design sondy, atechnology zahrnující fragmenty DNA k detekci přítomnosti ofnucleotide sekvence. Prasher izoloval komplementární DNA (cDNA)genu Gfp a v roce 1992 publikoval sekvenci genu.,Po zveřejnění sekvence cDNA v roce 1992 vypršelo Prasherovo financování odamerické společnosti pro rakovinu v Atlantě v Gruzii. Když návratnosti financování z amerického Národního Institutu Zdraví v Bethesdě,Maryland, recenzent tvrdil, že Prasher výzkumu lackedcontributions společnosti. Jako Prasher nepodařilo zajistit finanční prostředky na podporu jeho výzkumu dále, odešel Mořské BiologyLaboratory pracovat pro AMERICKÉ Ministerstvo Zemědělství inMassachusetts.,
Po Prasher zveřejnění v roce 1992, mnoho vědců se snažili k a vyjádřit Gfp genu u jiných organismů thanjellyfish použití DNA rekombinantní technologie, a Martin Chalfie byl první, kdo uspěl. Chalfie, profesor na Columbia Universityv New Yorku, New York, studoval vývoj hlístice Caenorhabditiselegans. Chalfie slyšel o proteinu GFP v přednášce, a spekuloval, že GFP by mohl usnadnit jeho studium geneexprese v C.elegans., Chalfieho tým získal cDNA genu Gfp od Prashera a vložil pouze kódování genu Gfp nejprve do bakterie EscherichiaColi a poté do C.elegans. Chalfie a jeho tým zjistili, že gen Gfp produkuje GFP bez přidaných enzymů nebosubstráty v obou organismech. V roce 1994 Chalfie publikoval své výsledkyv „zeleném fluorescenčním proteinu jako markeru genové exprese“. Adetekce GFP potřebovala pouze ultrafialové světlo. Poté manybiologové představili GFP do svých experimentů, aby studovali geneexpresi., Satoshi Inouye a Frederick Tsuji na PrincetonUniversity také vyjádřili Gfp v E. Coli v roce 1994.
mnoho vědců se pokusilo mutovat Gen Gfp, aby výsledný proteinreakt na širší vlnové délky a vyzařoval různé barvy. Jinévědci studovali různé fluorescenční proteiny (FPs). RogerTsien, profesor na University of California San Diego, san diego, Kalifornie, reengineered genu Gfp vyrábět theprotein v různých strukturách. Jeho tým také znovu zapojil další FPs.,Vzhledem k Tsien a dalších bioinženýrů úsilí, ONZP nemohl onlyexhibit jasnější fluorescence, ale také reagovat na širší škálu ofwavelengths, stejně jako vydávat téměř všechny barvy s výjimkou červené.Tsien zjištění umožnila vědcům označit více barevné GFPs todifferent proteiny, buňky nebo organely zájmu, a scientistscould studie interakcí těchto částic. Červená FP becameavailable v roce 1999, kdy Sergej Lukyanov tým na theShemyakin-Ovchinnikov Ústavu Bioorganické Chemie v Moskvě,v Rusku, zjistil, že některé korály obsažené červené fluorescentprotein, tzv. DsRed., Jiné laboratoře vyvinuly fluorescentsensory pro vápník, proteázu a další biologické molekuly. Od té doby vědci hlásili více než 150 různých GFP-likeproteinů u mnoha druhů.
protože GFP při použití vivo nezasahuje do biologických procesů, biologové jej používají ke studiu vývoje organismů.Například, po roce 1994, Chalfie a jeho kolegové aplikovaná GFP ve studii neuronu vývoj C. elegans., V 2002paper, Chalfie a jeho kolegové popisují, jak se poprvé označen konkrétní gen zapojený do hmatové vnímání neuron buněk withGFP, a pak pozorovat množství fluorescence vyzařované thosecells. Protože mutantní buňky produkovaly méně nebo více GFP než normalcells, abnormální množství fluorescenční produkce naznačovalo normální vývoj mutantů. Od té doby je tato oblast výzkumurozšířena na mnoho dalších organismů, včetně plodolistů, myší azebra ryb.,
dne 10.prosince 2008 získala Královská švédská akademie věd Nobelovu cenu za chemii Tsien, Chalfie a Shimomura za své objevy na GFP.
Napsat komentář