Literature
Home医学教育科教新闻

为何三人分享?

来源:解放日报
摘要:如此重大发现,瑞典皇家科学院在其新闻公报中评价,绿色荧光蛋白“已经成为现代生物科学最重要的工具之一”,三位科学家在不同阶段对这一研究作出贡献,是此次诺贝尔化学奖授予他们三人的原因。其实,生物发光的现象很早就有人研究过,比如萤火虫发光,就是因为萤火虫身体中的荧光酶作为酶催化底物分子,在发生化学反应如......

点击显示 收起

  如此重大发现,瑞典皇家科学院在其新闻公报中评价,绿色荧光蛋白“已经成为现代生物科学最重要的工具之一”,三位科学家在不同阶段对这一研究作出贡献,是此次诺贝尔化学奖授予他们三人的原因。

  其实,生物发光的现象很早就有人研究过,比如萤火虫发光,就是因为萤火虫身体中的荧光酶作为酶催化底物分子,在发生化学反应如氧化后,便会产生荧光。但蛋白质本身发光,无需底物,这个发现是下村修和他的伙伴约翰森研究所得。1962年他们在《细胞和比较生理学杂志》上报道,成功分离纯化了水母中发光蛋白水母素。

  下村修之后,马丁·沙尔菲研究指出,水母素和绿色荧光蛋白发光原理不同。水母素仍是荧光酶的一种,需要荧光素才能发光。而绿色荧光蛋白本身就能发光。这意味着,绿色荧光蛋白可以很方便地被植入生物体内,作为一种指示剂,跟踪和判断生物细胞的分子变化。

  而钱永健则对我们理解绿色荧光蛋白如何发光作出了贡献,他还将颜色标签扩展至除绿色之外的颜色,以便可以用各种颜色标识不同的蛋白和细胞。1994年,钱永健开始改造GFP,有多项发现。如今,世界上用的大多数是钱永健实验室改造后的变种GFP,有的荧光更强,有的呈黄色、蓝色,有的可激活、可变色。

  华东师大生命医学研究所王平教授解释:“如果要在同一种细胞中研究几种不同的蛋白,只有绿色荧光就不够了,需要用不同颜色对蛋白进行‘标记’,观察和研究它们各自的运动状态。如今,无论是用GFP标识蛋白,还是用多种颜色标识,都已经成为最常用、且十分简便的实验方法和工具,普通研究生都可以熟练运用。”

  绿色荧光蛋白还可以克隆到脊椎动物上。2006年12月,由东北农业大学科研人员主持的转基因克隆猪课题获得成功,3头绿色荧光蛋白转基因克隆猪,在种猪场自然分娩产出。这种猪在紫外光源激发下,口舌、鼻以及四蹄可以观察到明显的绿色荧光。这是继美国、韩国、日本之后,第4例成功通过体细胞核移植方式生产出的此类转基因猪。

  今年1月,这三头猪中有一头顺利产下11只可爱的猪娃,其中1公1母两只猪仔遗传了“母亲”的绿色荧光标记特征。今后科研人员将把具有绿色荧光特征的小猪进行交配试验,这项研究在家猪的转基因育种、人类疾病医疗模型猪的建立,以及生产为人类器官移植提供器官的特殊家猪等方面都具有重大意义。



  获得诺贝尔奖,瑞典皇家科学院诺贝尔奖委员会表示,是因为包括钱永健在内的三位科学家发现和发展了绿色荧光蛋白(GFP)。而对于钱永健的评价则是,他发明多色荧光蛋白标记技术,为细胞生物学和神经生物学发展带来一场革命。    



  这到底是一项怎样的发现?

  “绿色荧光蛋白,英文简称GFP,这种蛋白是下村修等于1962年在一种水母中发现的,其基因所产生的蛋白质,在蓝色波长范围的光线激发下,会发出绿色荧光,可以用作‘标记蛋白’,这就像给原本难以辨识的蛋白穿上‘衣服’。”中科院院士、上海交大邓子新教授告诉记者。

  在生物细胞内,聚集有成千上万种蛋白,它们是如何运动的,它们与疾病的产生和发展有何关联?这“混沌世界”中,科学家们很难去辨别和判断。绿色荧光蛋白的发现和运用,则可以让这个“混沌世界”变得清晰起来。“比如,我们将绿色荧光蛋白与肿瘤蛋白相融合,肿瘤蛋白立即就仿佛穿上了一件荧光‘外衣’,科学家很容易便能追踪到它如何生长、扩张、转移,这就更有利于研究如何攻克它。”邓教授介绍。

  绿色荧光蛋白的价值还不止如此。有专家这样形容,用绿色荧光蛋白,可以使许多研究“起死回生”:原来用染色的方法给细胞“标记”,需要把细胞固定才能研究一些现象和过程,但如此“生物学”成了“死物学”。如今,绿色荧光蛋白开始应用,科学家可以通过常规的基因操纵手段,用绿色荧光蛋白标记任何其他蛋白,从而实现以前不能达到的时间和空间分辨率,而且可以在活细胞、甚至活体动物中观察到一些分子的位置。

  这意义可就大了,都说21世纪是生物学世纪,在绿色荧光蛋白与其他技术变革的共同推动下,这个预言才真正有可能成为现实。
作者:
医学百科App—中西医基础知识学习工具
  • 相关内容
  • 近期更新
  • 热文榜
  • 医学百科App—健康测试工具