问求“荧光蛋白在生命科学研究中的应用”论文材料~！

世界上用的大多数是钱永健实验室改造后的变种，有的荧光更强，有的黄色、蓝色，有的可激活、可变色。到一些不常用做研究模式的生物体内找有颜色的蛋白成为一些人的爱好，现象正如当年在嗜热生物中找到以后应用广泛的PCR用多聚酶后的一波浪潮。不过真发现的有用东西并不很多。成功的例子有俄国科学院生物有机化学研究所Sergey A. Lukyanov实验室从珊瑚里发现其他荧光蛋白，包括红色荧光蛋白。 　　生物发光现象，下村修和约翰森以前就有人研究。萤火虫发荧光，是由荧光酶（luciferase）作为酶催化底物分子荧光素（luciferin），有化学反应如氧化，以后产生荧光。而蛋白质本身发光，无需底物，起源是下村修和约翰森的研究。 　　下村修和约翰森用过几种实验动物，和本故事相关的是学名为Aequorea victoria的水母。1962年，下村修和约翰森等在《细胞和比较生理学杂志》上报道，他们分离纯化了水母中发光蛋白水母素。据说下村修用水母提取发光蛋白时，有天下班要回家了，他把产物倒进水池里，临出门前关灯后，依依不舍地回头看了一眼水池，结果见水池闪闪发光。因为水池也接受养鱼缸的水，他怀疑是鱼缸成分影响水母素，不久他就确定钙离子增强水母素发光。1963年，他们在《科学》杂志报道钙和水母素发光的关系。其后Ridgway和Ashley 提出可以用水母素来检测钙浓度，创造了检测钙的新方法。钙离子是生物体内的重要信号分子，水母素成为第一个有空间分辨能力的钙检测方法，是目前仍用的方法之一。 　　1955年Davenport和Nicol发现水母可以发绿光，但不知其因。在1962 年下村修和约翰森在那篇纯化水母素的文章中，有个注脚，说还发现了另一种蛋白，它在阳光下呈绿色、钨丝下呈黄色、紫外光下发强烈绿色。其后他们仔细研究了其发光特性。1974年，他们纯化到了这个蛋白，当时称绿色蛋白、以后称绿色荧光蛋白GFP。Morin和Hastings提出水母素和GFP之间可以发生能量转移。水母素在钙刺激下发光，其能量可转移到GFP，刺激GFP发光。这是物理化学中知道的荧光共振能量转移(FRET)在生物中的发现。 　　下村修本人对GFP的应用前景不感兴趣，也没有意识到应用的重要性。他离开普林斯顿到 Woods Hole海洋研究所后，同事普腊石(Douglas Prasher)非常感兴趣发明生物示踪分子。1985年普腊石和日裔科学家Satoshi Inouye独立根据蛋白质顺序拿到了水母素的基因（准确地说是cDNA）。1992年，普腊石拿到了GFP的基因。有了cDNA，一般生物学研究者就很好应用，比用蛋白质方便多了。 　　普腊石1992年发表GFP的cDNA后，不做科学研究了。他申请美国国家科学基金时，评审者说没有蛋白质发光的先例，就是他找到了，也没什么价值。一气之下，他离开学术界去麻省空军国民卫队基地，给农业部动植物服务部工作。当时他如果花几美元，就可以做一个一般研究生都能做，但是非常漂亮的工作：将水母的GFP基因放到其他生物体内，比如细菌里，看到荧光，就完全证明GFP本身可以发光，无需其它底物或者辅助分子。 　　将GFP表达到其它生物体这项工作，1994年由两个实验室独立进行：美国哥伦比亚大学做线虫的Marty Chalfie实验室，和加州大学圣迭哥分校、Scripps海洋研究所的两位日裔科学家Inouye和Tsuji。 　　水母素和GFP都有重要的应用。但水母素仍是荧光酶的一种，它需要荧光素。而GFP蛋白质本身发光，在原理上有重大突破。 　　Chalfie的文章立即引起轰动，很多生物学研究者纷纷将GFP引入自己的系统。在一个新系统表达GFP就能在《自然》、《科学》上发表文章，其实不过是跟风性质，没有原创性。 　　纵观整个过程，从1961年到1974年，下村修和约翰森的研究遥遥领先，而很少人注意。如果其他生化学家愿意，他们也可以得到水母素和GFP，技术并不特别难。在1974年以后，特别是八十年代后，后继的工作，很多研究生都很容易做。其中例外是钱永健实验室发现变种出现新颜色，并非显而易见。 资料来源：www.lw3721.com

1、绿色荧光在建立基因转化技术及在研究基因表达方面的应用，绿色荧光在各种异源细胞中表达后均可检测到荧光的发射，且对寄主细胞不存在毒性。2、GFP在基因产物及基因定位研究中的应用，GFP在接上各种细胞内定位序列（localization sequence)后，在活体中可直接观察各种亚细胞结构及其生活动态，已有大量实验报道表明GFP可定位到细胞核、线粒体、内织网、质膜及核膜孔等。各种基因突变体的产生（蛋白变小，光强增加）也使得定位在很小区域内的GFP能很灵敏的检测到。3、3在研究病原物与宿主相互关系中的应用，关于病毒感染的检查及定位的研究目前主要采用的方法有组织印渍法（(tissue printing)、放射性标记的核酸探针法及gus等报告基因引人病毒基因组作为报告物等，但这些方法都必须在分析前对组织进行处理，这样就阻止了感染的继续进行。GFP的出现可有效地克服这一弊端，从而建立起一种非破坏性的检测方法（non-destructive assaytechnique)，用它来跟踪病原物对宿主的感染途径，研究病原物与宿主的相互关系，药物的作用情况等。 GFP在转基因动物的研究中可用来标记目的基因、筛选阳性胚胎、建立荧光动物模型；在细胞生物学研究中可用来对细胞的生理过程进行监控、对细胞亚结构及蛋白质分子的定位、研究细胞内蛋白质的动力学、对目的蛋白的定量分析、观察细胞内酶的活动、细胞的示踪研究；在环境微生学研究中可用来研究微生物降解污染物的过程、研究生物膜和活性淤泥菌、研究植物与根际微生物间的相互作用、观察微生物对土壤修复、环境监测用生物传感器的研究；在医学领域可用于蛋白标记、病原体示踪、建立肿瘤转移可视模型、研究牙胚的生长发育、观察神经元的形态特点和化学构筑、观察与特定功能有关的局部环路等等。