Candidat de fizică și științe matematice, E. Lozovsky.
Osamu Shimomura (Osamu Shimomura) al biologice marine de laborator (Laboratorul Marin biologic) în Woods Hole (Massachusetts).
Roger Tsien (Roger Y. Tsien) de la Universitatea din California din San Diego, a contribuit la înțelegerea naturii fluorescență GFP.
Meduze Aequorea victoria (a) se află în Oceanul Pacific, în largul coastei de vest a Americii de Nord. organele sale bioluminescente sunt situate pe marginea „umbrela“ (b, c).
proteina verde fluorescentă este format din 238 de aminoacizi. lanț de aminoacizi „butoi“ este minimizată în formă. In interiorul este grupul cromatofor care absoarbe lumina albastra si emite verde.
Folosind tehnologia ADN-ului, Chalfie incorporat o genă a unui comutator verde gena proteina fluorescenta care incepe activitatea de sase neuroni receptorilor de CEIegans nematode.
actina proteină celulară este marcată cu o proteină fluorescentă roșie (RFP), se pare la un microscop cu fluorescență ca o piramidă elegant.
Nou sintetizat în LAMP2 proteină receptor al celulei străluciri albastre, aparatul Golgi - verde și vechi mult timp în urmă a fost „născut“ proteine, ai receptorilor da o fluorescență roșie.
In interiorul celulei la citoplasmă de fundal a celulei strălucire verde vizibile de proteine tubulinei fir roșu.
nori grațioase strălucire în microscop roșu tubulinei fluorescență.
Proteina este sintetizată în nucleul celulei, se luminează roșu pe slab fluorescenta albastru-verzuie a celulelor.
proteina verde fluorescentă (proteina verde fluorescentă, GFP) a fost descoperit în 1962 în corpul Victoria meduze Aequorea. Apoi, nimeni nu știa că, după zeci de ani de GFP de meduze și proteine fluorescente de la alte animale marine va deveni un instrument esențial în cercetarea biologică și medicală.
Și așa a început povestea. În 1960, originar din Japonia Osamu Shimomura, a inceput cu succes studiul bioluminiscență de moluste marine din Nagoya University, a primit o invitație de a lucra la laboratorul Franka Dzhonsona la Princeton, o universitate americană de prestigiu. Obiectul cercetării sale a fost mica meduza a ekvoreya genul, care trăiesc în Pacificul de Nord. In repaos, acest meduze este incolor, dar ca răspuns la stimularea marginea ei „umbrela“ începe să strălucească lumina verde. Inițial Shimomura izolat de la ekvorei proteina fluorescenta, numit „aequorin“. Aequorin are capacitatea de a emite lumină numai în prezența ionilor de calciu, iar sursa de energie este o reacție chimică de oxidare coelenterazine - substanță moleculară mică, atașată la un complex ecorin.
Shimomura și Johnson a atras atenția asupra faptului că aequorin emite lumină albastră, cu toate că un meduze viu strălucire verde în condiții de laborator. Sa constatat că în celulele ekvorei au o altă proteină uimitoare, în cazul în care este iradiat cu lumină albastră sau ultravioletă, îi conferă o strălucire verde (fluorescență). Această proteină, și, ulterior, a primit numele de GFP. In meduza organism se produce transferul radiationless de energie din GFP lumina albastra la molecula ecorin situat în apropiere, care se transformă într-o strălucire verde.
La sfârșitul anilor 1970, Shimomura a putut stabili natura cromofor - un produs chimic care un grup de proteine verzi fluorescente, care absoarbe și emite lumină. GFP strălucire, spre deosebire de aequorin și alte proteine implicate în bioluminiscență nu sunt asociate cu reacții chimice: strălucește ca răspuns la iradiere cu lumină albastră sau UV. Este abilitatea de a fluorescență și au format baza pentru utilizarea ulterioară a GFP ca o etichetă proteină luminoasă care poate face vizibile procesele din celulele vii.
Proteinele fluorescente au făcut o adevărată revoluție în studiul celulelor vii. Cu ajutorul lor, puteți vedea modul în care experimentul merge în sinteza proteinelor, cum ar fi conexiuni neuronale sunt formate ca embrionul se dezvolta, si multe altele.
Cell biology ÎNTR-O NOUĂ LUMINĂ
Doctor în chimie Q. Verkhusha, sef de laborator si profesor de anatomie si biologie structurale, Colegiul de Medicina. Alberta Eynshteyna (New York, Statele Unite ale Americii).
Cea mai mare contribuție la proteinele fluorescente realizate in biologie celulara. Inainte de descoperirea proteinei verzi fluorescente, oamenii de știință pot obține imagini de celule moarte colorate cu coloranți artificiali. GFP și proteinele multicolori mai moderne a permis să fotografieze o celulă vie în mișcare (deplasare) și dezvoltare.
De ce numai după descoperirea GFP a fost posibil pentru a „vedea“ modul in care moleculele de proteine funcționează în celule și țesuturi ale organismului viu?
În primul rând, spre deosebire de alte etichete fluorescente, proteinele GFP ca și pentru strălucirea nu necesită nici substanțe auxiliare, în plus față de oxigen molecular, astfel incat celula ramane viu si intact.
În al doilea rând, spre deosebire de alți coloranți, GFP - este o moleculă de proteină care este sintetizată în celula în codul lor genetic. A metode moderne de inginerie genetică permit „coasă“ gena de orice proteină cu o genă a proteinei fluorescente, iar apoi se adaugă acest genetice „himeră“ într-un model de celulă sau organism. O astfel de celulă modificată genetic începe să sintetizeze complex de proteine „himeric“ cuprinde o moleculă proteică luminoasă.
În al treilea rând, molecula de proteine fluorescente este suficient de mică și, prin urmare, nu are practic nici un efect asupra lui „partener.“ Aceasta înseamnă că întreaga structură complexă de proteine realizează aceeași funcție ca și proteina de sine, fără o etichetă fluorescentă.
De exemplu, enzima genetică după „aderarea“ cu proteine fluorescente rămâne aceeași enzimă, dar cu o diferență foarte importantă - devine vizibil sub un microscop cu fluorescență. Acum puteți vedea în cazul în care această enzimă în celulele vii, așa cum se mișcă de la o celulă la alta structura, cum ar fi schimbarea valorii sub influența oricăror medicamente, etc.
Proteinele fluorescente permit studierea localizarea proteinelor într-o celulă sau un suficient de lent (în câteva minute) de deplasare. Pentru a studia foarte rapidă (timp # 62465; m rezoluția la sute de milisecunde) mișcarea de proteine, oamenii de știință moderni au mers mai departe decât câștigătorii premiului Nobel, și a creat un proteine fluorescente fotoactivabili. Inițial, o astfel de proteină sau nu fluorescențe, sau într-o singură culoare prezinta o fluorescenta. După iradiere, un laser cu impulsuri scurte sau proteina fotoactivabil devine modificări fluorescente sau în lumină fluorescentă. După completarea unei serii de imagini pot fi urmărite la proliferarea „himeric“ structura proteinei regiunii de iradiere cu laser în alte părți ale celulei. Utilizarea proteinelor fotoactivabili în combinație cu microscoape mnogolazernymi și cele mai noi tehnici de procesare a imaginii permite obținerea de imagini ale celulelor și structurilor intracelulare cu rezoluție spațială mult mai mare (adică, 15-25 nm) decât în optica clasică.
La acea vreme, Mihail Matts în laboratorul Lukianov și Julius Labas de la Institutul de Ecologie și Evoluție, Academia Rusă de Științe a sugerat că culoarea intensă de corali și strălucirea lor fluorescentă în ultraviolet poate fi asociată cu prezența proteinelor-GFP cum ar fi. Prin verificarea acestei ipoteze îndrăznețe sa alăturat întregului laborator, iar gena a fost donată în curând este prima proteina fluorescenta rosie numita DsRed. Pentru prima dată, sa demonstrat că proteinele fluorescente sunt larg răspândite în organisme marine. Grup Lukianov Deschiderea a provocat un arbore de publicații științifice. Până în prezent, oamenii de știință din toată lumea clonat mai mult de 200 de gene diferite proteine fluorescente din organisme marine. Numărul modificărilor genetice existente ale acestor proteine de pe ordinul de mărime mai mare.
Pe parcursul a 15 ani de cercetare proprietăți utile active ale proteinelor GFP ca și au fost consolidate în mod repetat. Oamenii de stiinta a crea noi forme de proteine GFP cum ar fi cu spectre dalnekrasnoy fluorescență în regiunea în care fundal de fluorescență țesuturile și celulele proprii de obicei obtinerea de imagini bune face imposibilă, este redusă la minimum. Odată cu descoperirea galben-portocaliu, roșu și proteina dalnekrasnyh deveni posibilă observarea până la cinci structuri proteice „himerici“ într-o celulă, în același timp. În combinație cu noua așa-numita doua microscopie de fotoni, lumina laser, care pătrunde la o adâncime de câțiva milimetri, dalnekrasnye proteine permite celulelor de a face fotografii și structuri intracelulare, nu numai la suprafață, ci și în interiorul țesutului viu. De asemenea, cercetătorii lucrează la crearea de noi biosenzor moleculara care sa permita cuantificarea fluorescenta activitatea enzimei în celule, concentrația diferitelor metaboliți celulare interacțiunea dintre proteine intracelulare si multe altele.
Strălucind proteine este cu siguranță un mare viitor.
Informații www.nobelprize.org Comitetul Nobel