Флуоресцентный белок ч.1

Открытие зеленого флуоресцентного белка в начале 1960-х годов, в конечно счете, стало новой эрой в области  биологии клетки. Это позволило исследователям применять методы молекулярного клонирования, внедрять флюорофорные фрагменты в различные виды белков и субстраты ферментов. Появилась возможность следить за клеточными процессами в  живых системах, использую оптическую микроскопию и связанные с ней методы. В сочетании с последними техническими достижениями в методе флуоресцентных меток и конфокальной микроскопии, в том числе с использованием сверхбыстрых цифровых камер с высоким уровнем освещения и лазерных систем с многоуровневым контролем, зеленый флуоресцентный белок и его генетические производные (с разными флюорофорами), оказали большую пользу в тысячах экспериментах по изучении живых клеток.

Осаму Симомура и Фрэнк Джонсон, работали во «Friday Harbor Laboratories» вашингтонского универстита. И в 1961 году впервые выделили кальций-зависимый биолюминесцентный белок из медузы «Aequorea victoria». Его назвали «экворин». Во время процедуры изоляции, был получен второй белок, который не обладал синим биолюминесцентным свечением, как экворин. Но производил зеленую флуоресценцию при облучении ультрафиолетовым светом. В итоге этот белок назвали «зеленым флуоресцентным» (GFP). В течение следующих двух десятилетий, исследователи установили, что экворин и зеленый флуоресцентны белок, работают вместе. Они содержатся в органах медузы, преобразуя кальций-индуксированные люминесцентные сигналы в зеленую флуоресценцию, характерную для данного вида.

Хотя ген зеленого флуоресцентного белка был впервые клонирован в 1992 году, значительный потенциал в качестве молекулярного зонда реализовался лишь через несколько лет, когда гибридные продукты (белки) были использованы для отслеживания экспрессии генов в бактериях и нематодах. Начиная с ранних исследований, зеленый флуоресцентный белок был получен для создания различных окрашенных веществ, гибридных белков и биосенсоров, которые имеют название флуоресцентных белков. Совсем недавно были получены флуоресцентные белки других видов в результате дальнейшего расширения цветовой палитры. Быстрое развитие технологии флуоресцентных белков (генетически закодированных флуорофоров) послужило к толчку новых открытий. Флуоресцентные белки заслуживают особого внимания; помимо простого отслеживания меченых биомолекул в живых клетках, область применения сильно расширилась.

На рисунке 1 показано два примера с флуоресцентными меченными белками в живых клетках, с помощью гибридного слияния на субклеточном уровне , в органеллах. Эпителиальные клетки коры почек опоссума представлены на рисунке 1 (а), подмеченные флуоресцентными белками. Аналогичный образец, состоящей из эпителиальных клеток (HeLa ) аденокарциномы человеческой шейк матки, изображен на 1 (b). mVenus – желтый флуоресцентный белок, mTurquoise – голубой флуоресцентный белок.

Зеленый флуоресцентный белок и его видоизмененные аллельные формы: голубой, желтый, синий флуоресцентные белки, используются для создания люминесцентных гибридных белков. Они могут быть выделены из живых клеток, тканей и целых организмов после трансфекции. Красные флуоресцентные белки были выделены из других видов, в том числе коралловых рифов, и также интересны для исследователей. Техника получения флуоресцентного белка позволяет избегать лишних проблем с очисткой, создания меток, введения меченых белков в клетки и т.п.

Рисунки в более крупном масштабе:

  Рисунок 1(b)