Embryoet Prosjektet Leksikon

Grønt fluorescerende protein (GFP) er et protein i thejellyfish AequoreaVictoria som viser grønn fluorescens når de utsettes tolight. Protein har 238 aminosyrer, tre av dem (Tall 65 til 67)danner en struktur som avgir synlig grønt fluorescerende lys. I maneter, GFP kommuniserer med en annen protein, kalt aequorin,som avgir blått lys når de legges med kalsium. Biologer bruk GFPto studere celler i embryoer og fostre under developmentalprocesses.,

Biologer bruk GFP som en markør protein. GFP kan feste til andmark en annen protein med fluorescens, slik at forskerne å koke tilstedeværelse av spesielle protein i en organisk struktur.Gfp refererer til genet som produserer grønn fluorescentprotein. Ved hjelp av rekombinant DNA-teknologi, forskere kombinere theGfp genet til et annet gen som produserer et protein som de ønsker å studere,og deretter settes de inn den komplekse inn i en celle. Hvis cellen producesthe grønn fluorescens, forskere antyde at cellen uttrykker thetarget genet som godt., Dessuten, bruker forskerne GFP å merke specificorganelles, celler, vev. Som Gfp-genet er heritable, thedescendants av merket enheter også vise en grønn fluorescens.

Edmund N. Harvey, en professor ved Princeton University inPrinceton, New Jersey, initierte studier på bioluminescence inthe OSS. I 1921, Harvey beskrevet den gule vev i umbrellaof maneter som lysende i bestemte vilkår, for eksempel atnight eller når maneter er stimulert med strøm., I 1955,Demorest Davenport ved University of California i Santa Barbarain Santa Barbara, California, og Joseph Nicol i Plymouth MarineLaboratory i Plymouth, England, brukes fotoelektrisk opptak andhistological metoder for å bekrefte Harvey ‘ s beskrivelser, og theyidentified green fluorescent materiale i den marginale canal ofthe paraply.

I det samme året, Osamu Shimomura ble vitenskapelig assistent atNagoya Universitetet i Nagoya, Japan, og han krystalliserte luciferin,en light-emitting stoff som finnes i havet-firefly Vargulahilgendorfii., Shimomura publiserte sine resultater i 1957. Oneof Harvey ‘ s studenter, Frank H. Johnson, studerte bioluminescence atPrinceton Universitetet. Johnson fulgt Shimomura arbeid og invitedhim til å arbeide i USA, og i 1960 Shimomura mottatt aFulbright Reise-og studiestipend, og begynte å jobbe med Johnson. Shortlyafter Shimomura kom i USA, Johnson introdusert thebioluminescence av Aequorea Victoria til Shimomura. I USA,maneter leve bare på vestkysten, så Shimomura reiste til theFriday Harbor Laboratorier ved University of Washington i SanJuan Island, Washington, sommeren 1961., Etter catchingabout 10,000 maneter, Shimomura tok ekstrakter av jellyfishand bevart det i tørr-is for å bringe det tilbake til Princeton inSeptember av 1961.

Ved Princeton, Shimomura og hans kolleger begynte å rense thebioluminescent stoff, og de fant at det var et protein,som de kalte aequorin. Når de rensede aequorin, de alsodiscovered spor av en annen protein, noe som viste greenfluorescence. Shimomura team publiserte funnene i «Exraction,Rensing og Egenskaper av Aequorin» i 1962., Papiret wasabout aequorin, men det er også beskrevet en grønn protein, whichexhibited grønn fluorescens under sollys. John W. Hasting andJames G. Morin, som senere forsket aequorin, kalte proteinas grønt fluorescerende protein i 1971.

Shimomura fokusert på aequorin, renset protein, crystallizedit, og han utviklet sin underliggende struktur. Han har også studert theproperties av GFP, og publiserte sine siste papir på GFP i 1979. In1981, etter å ha forlatt Princeton University for Marine BiologyLaboratory i Woods Hole, Massachusetts, Shimomura ikke forskning på GFP lenger., Fra 1979 til 1992, mange researchersstudied ulike aspekter av GFP, inkludert bruk av NuclearMagnetic Resonans til å studere aminosyrer i proteinet, den useof X-stråler for å studere krystall, og utviklingen av GFP.

I begynnelsen av 1990-tallet, molekylær biolog Douglas Prasher,på Marine Biology Laboratory, som brukes GFP til design prober, atechnology involverer fragmenter av DNA for å oppdage tilstedeværelsen ofnucleotide sekvenser. Prasher isolert komplementært DNA (cDNA)av Gfp-genet, og han publiserte sekvensen av genet i 1992.,Etter publiseringen av cDNA-sekvens i 1992, Prasher ‘ s finansiering fra theAmerican Cancer Society i Atlanta, Georgia, er utløpt. Når han appliedfor finansiering fra det AMERIKANSKE National Institute of Health i Bethesda,Maryland, anmelder hevdet at Prasher forskning lackedcontributions til samfunnet. Som Prasher ikke kunne sikre finansiering post tilsupport sin forskning videre, og han forlot Marine BiologyLaboratory å jobbe for det AMERIKANSKE Department of Agriculture inMassachusetts.,

Etter Prasher publikasjon i 1992, har mange forskere forsøkt totransfer og uttrykke Gfp-genet i organismer andre thanjellyfish ved hjelp av rekombinant DNA-teknologi, og Martin Chalfie wasthe første som lyktes. Chalfie, en Professor ved Columbia Universityin New York, New York, studerte utviklingen av nematode Caenorhabditiselegans. Chalfie hørt om protein GFP i en forelesning,og han spekulert i at GFP kan tilrettelegge sin studie av geneexpression i C. elegans., Chalfie team fikk cDNA ofthe Gfp-genet fra Prasher og det er satt inn bare codingsequence av Gfp-genet første i bakterien EscherichiaColi, og deretter i C. elegans. Chalfie og hans team foundthat Gfp-genet produsert GFP uten tilsatt enzymer orsubstrates i både organismer. I 1994, Chalfie publisert sin resultsin «Grønt Fluorescerende Protein som en Markør for Gene Expression». Thedetection av GFP trengs bare for ultrafiolett lys. Deretter, manybiologists introdusert GFP i sine eksperimenter for å studere geneexpression., Satoshi Inouye og Fredrik Tsuji på PrincetonUniversity også uttrykt Gfp i E. Coli i 1994.

Mange forskere forsøkt å mutere til Gfp-genet til å gjøre den resulterende proteinreact til større bølger og stråler forskjellige farger. Otherscientists studert ulike fluorescerende proteiner (FPs). RogerTsien, en professor ved University of California i San Diego, i SanDiego, California, omarbeidede genet Gfp å produsere theprotein i ulike strukturer. Hans team også nyutviklet andre FPs.,På grunn av Tsien og andre bioengineers innsats, GFP kan ikke onlyexhibit lysere fluorescens, men også svare til et bredere spekter ofwavelengths, så vel som slipper ut nesten alle farger, unntatt for rødt.Tsien er funn aktivert forskere til å merke flere fargede GFPs todifferent proteiner, celler, eller dannes av interesse, og scientistscould studere samspillet av disse partiklene. Røde FP becameavailable i 1999, da Sergej Lukyanov team ved theShemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Kjemi i Moskva,Russland, fant at noen koraller inneholdt den røde fluorescentprotein, kalt DsRed., Andre laboratorier utviklet fluorescentsensors for kalsium, protease og andre biologiske molekyler. Sincethen, forskere har rapportert mer enn 150 forskjellige GFP-likeproteins i mange arter.

Som GFP ikke forstyrrer biologiske prosesser når usedin vivo, biologer bruke den til å studere hvordan organismer utvikle.For eksempel, etter 1994, Chalfie og hans kolleger brukt GFP inthe studie av nevron utvikling av C. elegans., I en 2002paper, Chalfie og hans kolleger beskriver hvordan de første merket aspecific gen som er involvert i taktil persepsjon i nevron celler withGFP, og deretter observert mengden av fluorescens som slippes ut av thosecells. Fordi muterte celler produsert mindre eller mer GFP enn normalcells, unormal mengde fluorescens produksjon angitt theabnormal utvikling av mutanter. Siden da, dette feltet av researchexpanded til mange andre organismer, inkludert fruitflies, mus, andzebra fisk.,

På 10. desember 2008, Det Kongelige svenske Academy of Science academyawarded den Edle Prisen i Kjemi til Tsien, Chalfie, andShimomura for sine funn på GFP.