08诺奖成果发展同步追踪技术

【字体: 时间:2008年12月17日 来源:生物通

编辑推荐:

  来自南加州大学的研究人员以绿色荧光蛋白标记技术为基础,通过改进的成像系统,能同步对视网膜细胞的基因运动和表达进行监控,这有助于研究人员分析行为,细胞表达和衰老之间的细节比较。这一研究成果公布在《BMC Biotechnology》上。

  

生物通报道:来自南加州大学的研究人员以绿色荧光蛋白标记技术为基础,通过改进的成像系统,能同步对视网膜细胞的基因运动和表达进行监控,这有助于研究人员分析行为,细胞表达和衰老之间的细节比较。这一研究成果公布在《BMC Biotechnology》上。

2008年诺贝尔化学奖的得主分别是美国日裔科学家下村修,美国科学家马丁-查尔菲以及美国华裔化学家钱永健,他们是因为发现和研究绿色荧光蛋白(GFP)的贡献而获奖的。GFP的最初发现和有关它使用的一系列重要进展,使它成为生物科学的标签工具,研究人员可以通过使用DNA技术,研究人员现在可以将绿色荧光蛋白与其它令人感兴趣、但经常肉眼无法看到的蛋白联系在一起。这种发光的标签工具使研究人员可以看到被标注的蛋白的运动、定位、互动。

在这篇文章中,南加州大学的研究人员在果蝇上进行荧光实验,先用蓝色的光激发,然后研究人员进行追踪,观测组织特异性GFP表达,进行定位后可以进行实时3D动物运动的相关性分析。文章的通讯作者John Tower表示,“利用这些方法就可以对基因表达的特异性模式,与动物活动,行为和运动的模式之间的关联性进行分析。”

绿色荧光蛋白基因是从水母中分离出来的一种基因,表达的蛋白能吸收蓝光,激发绿光,当用蓝色LEDs对表达GFP的果蝇进行成像的时候,滤光成像系统就能检测到绿色荧光,从而追踪果蝇的运动,这个速度可以达到每秒60个图片。如果将GFP与其它报告基因连接起来,那么就可以分析这些基因是开启还是关闭,以及与果蝇的行为有何关联了。

Tower说,“许多染料都可以利用GFP或其它自发荧光蛋白作为果蝇,以及其它生物的特异性基因表达的报告基因。这些大部分的试剂,我们的方法可以采用,比如近期我们还使用了红色荧光蛋白。”

(生物通:万纹)

附:

2008诺贝尔化学奖


  瑞典皇家科学院公布化学奖获奖名单之时,钱永健居住的美国加利福尼亚州天还未亮,祝贺获奖的电话将他吵醒。通过电话,钱永健说:“我很高兴,深感荣耀。我没预料到能获奖。在这之前我听到了一些传言,但来源可不是那么靠得住的。”

  居住在美国的沙尔菲说,自己没听到诺贝尔奖评审委员会打来的电话铃声,直到早晨一觉醒来上网看新闻才知道自己获奖了,“我完全睡着了,没听见电话”。

  瑞典皇家科学院8日宣布,包括美籍华裔科学家钱永健在内的3名科学家获得2008年度诺贝尔化学奖。帮助他们获奖的是绿色荧光蛋白。这种蛋白为生物与医学实验带来革命,它发出的荧光像一盏明灯,帮助研究人员照亮生命体在分子层面和细胞层面的诸多反应。

  绿色荧光蛋白“三人行”

  除了钱永健,分享今年诺贝尔化学奖的还有美国生物学家马丁·沙尔菲和日本有机化学家兼海洋生物学家下村修。他们因发现和改造绿色荧光蛋白而获奖,将均分1000万瑞典克朗(约合140万美元)奖金。

  绿色荧光蛋白能享有今日的“尊荣”,这3人的贡献都不可或缺。首先发现绿色荧光蛋白的是生于1928年的下村修。他1962年从生活在美国西海岸近海的一种水母身上分离出了绿色荧光蛋白。

  瑞典皇家科学院在公报中说,在上世纪90年代,沙尔菲指出绿色荧光蛋白的发光特性在生物示踪方面有极高价值,钱永健则为理解绿色荧光蛋白怎么发光做出了贡献。

  彻底改变医学研究

  在宣布获奖名单时,瑞典皇家科学院诺贝尔化学奖评审委员会主席贡纳尔·冯·海涅手持一支试管,内装用绿色荧光蛋白基因改造过的大肠杆菌。用紫外线照射后,试管发出绿色荧光。冯·海涅说,这种级别的发现“能让科学家的心跳比平时快上三倍”。

  美联社援引哈佛大学医学和放射医学副教授约翰·弗兰焦尼的话评价说:“这一技术彻底改变了医学研究。研究人员第一次能在活体细胞和活生生的动物身上同时研究基因与蛋白。”

  钱永健说,有不少科学家都对绿色荧光蛋白的研究作出过重大贡献。“我知道一个奖项只能同时给3个人,评审委员会决定谁得奖一定十分艰难”。

  在今年获得化学奖的3人中,钱永健走出的可说是绿色荧光蛋白开发历程的“最后一步”,他在下村修与沙尔菲研究的基础上进一步搞清楚了绿色荧光蛋白特性。他改造绿色荧光蛋白,通过改变其氨基酸排序,造出能吸收、发出不同颜色光的荧光蛋白,其中包括蓝色、青色和黄色,并让它们发光更久、更强烈。

  瑞典皇家科学院在公报上说:“这也正是研究人员今天能用不同的颜色标记不同的蛋白质、观察它们相互作用的原因。”

  - 应用

  “脑虹”实验和“绿色荧光猪”

  钱永健利用绿色荧光蛋白开发出各种荧光染料,广泛应用于生物和医学实验。使用这些荧光材料作出的最具代表性实验莫过于2007年的“脑虹”。

  这一实验由哈佛大学分子和细胞生物学系教授杰夫·利希曼与乔舒亚·萨内斯主持。

  这一小组将红、黄、青3种荧光色素嵌入老鼠基因组,随着老鼠胚胎的生长而分裂生长。研究人员随后用来自细菌的重组基因激活这些色素基因。通过在老鼠不同部位或不同发育阶段使用色素基因,他们成功为老鼠的不同细胞涂上不同颜色。

  由于研究人员采用的三种基因色素相互组合形成多种颜色,因此最终展现在显微镜下的老鼠脑干组织切片上有近百种颜色标记,如一幅色彩绚丽的抽象画。

  瑞典皇家科学院在公报中专门提到“脑虹”实验,公报说:“在一次引人入胜的实验中,研究人员成功运用如万花筒般的多种颜色标记老鼠大脑中不同神经细胞。”

  除了应用于科学研究,绿色荧光蛋白还应用于艺术领域。应美国芝加哥艺术家爱德华多·卡奇要求,研究人员于2000年制造出了一只能发出绿色荧光的兔子。此后,研究人员造出了经过基因改造的绿色荧光猪,还产下了绿色荧光小猪崽。

  - 解释

  化学领域的“追踪记者”

  由于绿色荧光蛋白用紫外线一照就发出鲜艳绿光,研究人员将绿色荧光蛋白基因插入动物、细菌或其他细胞的遗传信息之中,让其随着这些需要跟踪的细胞复制,可“照亮”不断长大的癌症肿瘤、跟踪阿尔茨海默氏症对大脑造成的损害、观察有害细菌的生长,或是探究老鼠胚胎中的胰腺如何产生分泌胰岛素的β细胞。

  打个比方,绿色荧光蛋白就仿佛是伊拉克战争中跟随美军做“嵌入”式报道的记者,让旁观生物学反应的研究人员像在电视旁追踪战争进程的观众一般,通过“现场直播”了解事件进展。绿色荧光蛋白基因也因此被归入“报道基因”范畴。

  瑞典皇家科学院将绿色荧光蛋白的发现和改造与显微镜的发明相提并论:“绿色荧光蛋白在过去的10年中成为生物化学家、生物学家、医学家和其他研究人员的引路明灯……成为当代生物科学研究中最重要的工具之一。”

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 搜索
  • 国际
  • 国内
  • 人物
  • 产业
  • 热点
  • 科普

热搜:同步|追踪|GFP|

  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号