Green fluorescent protein (GFP) is een eiwit in de Jellyfish AequoreaVictoria dat bij blootstelling aan licht groene fluorescentie vertoont. De proteã ne heeft 238 aminozuren, drie van hen (nummers 65 tot 67)vormen een structuur die zichtbaar groen fluorescerend licht uitzendt. Inthe kwallen, GFP interageert met een andere proteã ne, genoemd aequorin, die blauw licht uitzendt wanneer toegevoegd met calcium. Biologen gebruiken gfpto studiecellen in embryo ‘ s en foetussen tijdens ontwikkelingsprocessen.,
biologen gebruiken GFP als markereiwit. GFP kan aan een andere proteã ne met fluorescentie hechten en markeren, die wetenschappers toelaten om de aanwezigheid van de specifieke proteã ne in een organische structuur te zien.Gfp verwijst naar het gen dat groene fluorescente proteïne produceert. Met behulp van DNA recombinante technologie, wetenschappers combineren het GFP gen tot een ander gen dat een eiwit produceert dat ze willen bestuderen, en dan voegen ze het complex in een cel. Als de cel de groene fluorescentie produceert, concluderen wetenschappers dat de cel ook het doelgen uitdrukt., Bovendien gebruiken wetenschappers GFP om specifieke organellen, cellen, weefsels te labelen. Aangezien het GFP-gen erfelijk is, stellen de afstammelingen van geëtiketteerde entiteiten ook groene fluorescentie tentoon.Edmund N. Harvey, professor aan de Princeton University in Princeton, New Jersey, startte de studies naar bioluminescentie in de VS. In 1921 beschreef Harvey de gele weefsels in de paraplu van kwallen als lichtgevend in bepaalde omstandigheden, zoals ‘ s nachts of wanneer de kwal wordt gestimuleerd met elektriciteit., In 1955 gebruikten Demorest Davenport van de Universiteit van Californië in Santa Barbarain Santa Barbara,Californië, en Joseph Nicol van Plymouth MarineLaboratory in Plymouth, Engeland, foto-elektrische opname en historische methoden om Harvey ‘ s beschrijvingen te bevestigen, en Zij identificeerden de groene fluorescerende materialen in het marginale kanaal van de paraplu.in hetzelfde jaar werd Osamu Shimomura onderzoeksassistent aan de Nagoya-Universiteit in Nagoya, Japan, en kristalliseerde hij de luciferine,een lichtgevende verbinding gevonden in de zee-vuurvlieg Vargulahilgendorfii., Shimomura publiceerde zijn resultaten in 1957. Een van Harvey ‘ s studenten, Frank H. Johnson, studeerde bioluminescentie aan de Princeton Universiteit. Johnson volgde Shimomura ‘ s werk en nodigde hem uit om in de VS te werken, en in 1960 kreeg Shimomura een reisbeurs en begon te werken met Johnson. Kort nadat Shimomura in de VS aankwam, introduceerde Johnson de bioluminescentie van aequorea Victoria in Shimomura. In de VS,kwallen leven alleen aan de westkust, dus Shimomura reisde naar de Friday Harbor Laboratories van de Universiteit van Washington in SanJuan Island, Washington, tijdens de zomer van 1961., Na ongeveer 10.000 kwallen te hebben gevangen, nam Shimomura de extracten van de kwal en bewaarde het in droogijs om het terug te brengen naar Princeton in september 1961.op Princeton begonnen Shimomura en zijn collega ‘ s de bioluminescente stof te zuiveren, en ze ontdekten dat het een eiwit was,dat ze aequorine noemden. Toen ze aequorine zuiverden, ontdekten ze ook sporen van een ander eiwit, dat groene fluorescentie vertoonde. Shimomura ’s team publiceerde de bevindingen in” Exraction, Purification, and Properties of Aequorin” in 1962., Het artikel ging over aequorin, maar het beschreef ook een groen eiwit, dat groene fluorescentie onder zonlicht vertoonde. John W. Hasting Andjames G. Morin, die later aequorin onderzocht, noemde de proteïnas groene fluorescente proteã ne in 1971.
Shimomura concentreerde zich op aequorine, zuiverde het eiwit, kristalliseerde het en verduidelijkte de onderliggende structuur. Hij bestudeerde ook de eigenschappen van GFP, en publiceerde zijn laatste paper over GFP in 1979. In1981, na het verlaten van Princeton University voor de Marine BiologyLaboratory In Woods Hole, Massachusetts, Shimomura niet meer onderzoek naar GFP., Vanaf 1979 tot 1992, bestudeerden vele onderzoekers diverse aspecten van GFP, met inbegrip van het gebruik van Nuclearmagnetische resonantie om de aminozuren van de proteã ne, het gebruik van röntgenstralen te bestuderen zijn kristal, en de evolutie van GFP.in het begin van de jaren negentig gebruikte moleculair bioloog Douglas Prasher, van het laboratorium voor Mariene Biologie,GFP om sondes te ontwerpen, atechnologie waarbij fragmenten van DNA werden gebruikt om de aanwezigheid van nucleotidesequenties te detecteren. Prasher isoleerde complementair DNA (cDNA) van GFP-gen, en hij publiceerde de opeenvolging van het gen in 1992.,Na de publicatie van de cDNA-reeks in 1992 liep de financiering van Prasher van de American Cancer Society in Atlanta, Georgia af. Toen hij een aanvraag indiende voor financiering van het US National Institute of Health in Bethesda,Maryland, betoogde de recensent dat Prasher ‘ s onderzoek geen bijdrage leverde aan de samenleving. Omdat Prasher geen financiering kon krijgen om zijn onderzoek verder te ondersteunen, verliet hij het Marine BiologyLaboratory om te werken voor het Amerikaanse Ministerie van Landbouw in Massachusetts.,na Prasher ‘ s publicatie in 1992 probeerden veel wetenschappers het GFP-gen te transfereren en tot expressie te brengen in andere organismen dan Jellyfish met behulp van DNA-recombinante technologie, en Martin Chalfie was de eerste die erin slaagde. Chalfie, een Professor aan de Columbia Universiteit in New York, New York, bestudeerde de ontwikkeling van de nematode Caenorhabditiselegans. Chalfie hoorde over de proteã ne GFP in een lezing,en hij speculeerde dat GFP zijn studie van geneexpression in C. elegans zou kunnen vergemakkelijken., Het team van Chalfie verkreeg cDNA van Gen Gfp van Prasher en voegde slechts de codingsequence van GFP gen eerst in de bacterie EscherichiaColi, en dan in C. elegans in. Chalfie en zijn team vonden dat het GFP-gen GFP zonder toegevoegde enzymen of substraten in beide organismen produceerde. In 1994 publiceerde Chalfie zijn resultaten in “Green Fluorescent Protein as a Marker for Gen Expression”. De detectie van GFP had slechts ultraviolet licht nodig. Daarna introduceerden veelbiologen GFP in hun experimenten om geneexpression te bestuderen., Satoshi Inouye en Frederick Tsuji bij PrincetonUniversity ook uitgedrukt GFP in E. Coli in 1994.
vele wetenschappers probeerden het GFP gen te muteren om het resulterende proteïnreact aan bredere golflengten te maken en verschillende kleuren uit te stralen. Andere wetenschappers bestudeerden verschillende fluorescente eiwitten (FPs). RogerTsien, een professor aan de Universiteit van Californië San Diego, in SanDiego, Californië, reengineerdegen Gfp om het proteïne in verschillende structuren te produceren. Zijn team herontdekte ook andere FPs.,Wegens de inspanningen van Tsien en andere bioengineers, kon GFP niet alleen helderdere fluorescentie vertonen, maar ook aan een bredere waaier van golflengtes reageren, evenals bijna alle kleuren, behalve rood uitzenden.De bevindingen van Tsien lieten wetenschappers toe om veelvoudige gekleurde gfps aan verschillende proteã nen, cellen, of organellen van belang te merken, en wetenschappers konden de interactie van die deeltjes bestuderen. Red FP werdbeschikbaar in 1999, toen het team van Sergej Loekjanov aan het Shemyakin-Ovchinnikov Instituut voor Bioorganische Chemie in Moskou,Rusland, ontdekte dat sommige koralen Het Rode fluorescerende proteïne bevatten, genaamd DsRed., Andere laboratoria ontwikkelden fluorescentsensoren voor calcium, protease en andere biologische moleculen. Sinds dan, hebben de wetenschappers meer dan 150 verschillende GFP-likeproteins in vele species gemeld.aangezien GFP niet interfereert met biologische processen wanneer het wordt gebruikt in vivo, gebruiken biologen het om te bestuderen hoe organismen zich ontwikkelen.Bijvoorbeeld, na 1994, paste Chalfie en zijn collega ‘ s GFP toe in de studie van de neuronontwikkeling van C. elegans., In een 2002paper, beschrijven Chalfie en zijn collega ‘ s hoe zij eerst een specifiek gen geëtiketteerd in tactiele waarneming in neuroncellen met GFP, en dan de hoeveelheid fluorescentie waargenomen die door die cellen wordt uitgezonden. Omdat de mutantcellen minder of meer GFP dan normale cellen produceerden, Wees de abnormale hoeveelheid fluorescentieproductie op de abnormale ontwikkeling van mutanten. Sindsdien is dit onderzoeksgebied uitgebreid naar vele andere organismen, waaronder fruitvliegen, muizen en zebravissen.,op 10 December 2008 ontving de Koninklijke Zweedse Academie van Wetenschappen de nobele prijs in chemie aan Tsien, Chalfie en Shimomura voor hun ontdekkingen over GFP.
Geef een reactie