聚焦诺奖：GFP的里程碑事件

46年前，下村修发现了绿色荧光蛋白。一开始它只是个副产物，经过一群科学家们的努力，它才变成现在广受欢迎的报告基因。

　　

第一次证明绿色荧光蛋白存在  下村修和约翰森提取并纯化了生物发光蛋白-水母素。除了水母素，纯化产物中还有一个副产物，就是绿色荧光蛋白（GFP）。

Extraction, purification and properties of aequorin, a bioluminescent protein from the luminous hydromedusan Aequorea.
Shimomura, O., Johnson, F.H. & Saiga, Y.
J. Cell. Comp. Physiol. 59, 223-239 (1962).

第一次获得了GFP  事隔12年，下村修和约翰森终于得到了GFP结晶，当时命名为绿色蛋白，后来称绿色荧光蛋白。

Intermolecular energy transfer in the bioluminescent system of Aequorea.
Morise, H., Shimomura, O., Johnson, F.H. & Winant, J.
Biochemistry 13, 2656-2662 (1974).

GFP的首次克隆并测序  普瑞舍得到了GFP的序列，为荧光技术的广泛应用打下基础。但直至2年后，人们才最终利用这个基因在细胞中产生荧光蛋白。

Primary structure of the Aequorea victoria green-fluorescent protein.
Prasher, D.C., Eckenrode, V.K., Ward, W.W., Prendergast, F.G. & Cormier, M.J.
Gene 111, 229-233 (1992).

GFP第一次成为荧光指示剂  这才是GFP作为荧光指示剂的真正突破。很多人尝试用GFP基因来得到荧光蛋白，但都没有成功，马丁•查尔非就考虑只利用该基因的编码区，而弃用侧翼序列。他们用PCR的方法扩增了GFP的编码区，将它克隆到表达载体中，通过UV或蓝光激发，在细胞内产生了很美妙的绿色荧光。

Green fluorescent protein as a marker for gene expression.
Chalfie, M., Tu, Y., Euskirchen, G., Ward, W.W. & Prasher D.C.
Science 263, 802-805 (1994).

第一个成功的GFP突变体  GFP的首个重大改变是钱永健在1995年完成。GFP的单点突变（S65T）显著提高了GFP的光谱性质，荧光强度和光稳定性也大大增强。突变后的GFP激发峰转移至488 nm，而发射峰仍保持在509 nm，这和常用的FITC滤光片匹配，提高了GFP的应用潜力。

Improved green fluorescence.
Heim, R., Cubitt, A.B., &Tsien R.Y.
Nature. 1995 Feb 23;373(6516):663-4.

第一个荧光探针  钱永健等发明了第一个基于荧光蛋白的遗传编码的钙离子探针。虽然它的应用不是很广泛，但它为后面大量的荧光探针的出现铺平了道路。

Fluorescent indicators for Ca2+ based on green fluorescent proteins and calmodulin.
Miyawaki, A., Llopis, J., Heim, R., McCaffery, J.M., Adams, J.A., Ikura, M. & Tsien, R.Y.
Nature 388, 882-887 (1997).

第一个不是绿色的荧光蛋白  DsRed荧光蛋白呈现红色。在所有的荧光蛋白都发绿光时，这个红色显得弥足珍贵，它使多色荧光标记成为可能。不过DsRed最大的缺陷是它的四聚体结构，这就限制了它在某些方面的应用，比如作为融合标签。

Fluorescent proteins from nonbioluminescent Anthozoa species.
Matz M.V., Fradkov A.F., Labas Y.A., Savitsky A.P., Zaraisky A.G., Markelov M.L. & Lukyanov S.A.
Nat. Biotechnol. 17, 969-973 (1999).

DsRed的成功改造  钱永健等实现了对DsRed的定向改造，除去了四聚化的必要条件，将它成功改造成单体形式，命名为mRFP1，因而大大改善了它的应用前景。

A monomeric red fluorescent protein.
Campbell, R.E., Tour, O., Palmer, A.E., Steinbach, P.A., Baird, G.S., Zacharias, D.A. & Tsien, R.Y.
Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99, 7877-7882 (2002).

第一个光敏的荧光蛋白  Patterson和Lippincott-Schwartz第一次发现了光敏的荧光蛋白，由某个特定波长的高强度光照射之后，荧光性质会彻底改变。这个GFP变异体的荧光强度增加了100倍，能持续几天。

A photoactivatable GFP for selective photolabeling of proteins and cells.
Patterson, G.H. & Lippincott-Schwartz, J.
Science 297, 1873-1877 (2002).