緑色蛍光タンパク質についての事実
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緑色蛍光タンパク質 (GFP) は、 タンパク質 で自然に発生する クラゲ 互角の勝利 .精製されたタンパク質は、通常の照明の下では黄色に見えますが、太陽光や紫外線の下では鮮やかな緑色に輝きます。タンパク質はエネルギーの高い青色光と紫外光を吸収し、エネルギーの低い緑色光として放出します。 蛍光による .このタンパク質は、分子生物学および細胞生物学でマーカーとして使用されます。細胞や生物の遺伝暗号に導入されると、遺伝します。これにより、このタンパク質は科学に役立つだけでなく、蛍光を発するペットの魚などのトランスジェニック生物を作る上でも興味深いものになりました。
緑色蛍光タンパク質の発見
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クリスタルクラゲ、 互角の勝利 、 両方 生物発光（暗闇で光る）および蛍光 (に反応して光る 紫外線 ）。クラゲの傘にある小さな光器官には、ルシフェリンとの反応を触媒して光を放出する発光タンパク質イクオリンが含まれています。イクオリンが Ca と相互作用するとき2+イオン、青い輝きが生成されます。青色光は、GFP を緑色に光らせるエネルギーを供給します。
下村修が生物発光の研究を行った。 a.勝利 1960年代に。彼は、GFP を分離し、蛍光の原因となるタンパク質の部分を特定した最初の人物です。シモムラは光る輪を切り落とした 100万 クラゲをガーゼで絞り、研究の材料を手に入れました。彼の発見により、生物発光と蛍光の理解が深まりましたが、この野生型の緑色蛍光タンパク質 (GFP) を入手するのは非常に困難であり、実際に応用することはできませんでした。 1994 年、GFP は 複製された 、世界中の研究所で使用できるようにします。研究者たちは、元のタンパク質を改良して、別の色で発光させたり、より明るく発光させたり、生体物質と特定の方法で相互作用させたりする方法を発見しました。このタンパク質が科学に与えた計り知れない影響は、2008 年のノーベル化学賞につながりました。この賞は、「緑色蛍光タンパク質 GFP の発見と開発」により、下村修、マーティ チャルフィー、ロジャー ツィエンに授与されました。
GFP が重要な理由
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クリスタルゼリーの生物発光や蛍光の機能を実際に知っている人は誰もいません。 2008 年のノーベル化学賞を受賞したアメリカの生化学者、Roger Tsien は、クラゲが深さの変化による圧力変化から生物発光の色を変えることができるのではないかと推測しました。しかし、ワシントン州フライデー ハーバーのクラゲの個体数が減少し、自然の生息地でクラゲを研究することが困難になりました。
クラゲにとっての蛍光の重要性は不明ですが、このタンパク質が科学研究に与えた影響は驚くべきものです。小さな蛍光分子は生細胞に対して毒性があり、水によって悪影響を受ける傾向があり、その使用が制限されます。一方、GFP は、生きた細胞内のタンパク質を見て追跡するために使用できます。これは、 遺伝子 GFP をタンパク質の遺伝子に。タンパク質が細胞内で作られると、蛍光マーカーがそれに付着します。細胞に光を当てると、タンパク質が光ります。 蛍光顕微鏡 生細胞または細胞内プロセスを干渉することなく観察、写真撮影、およびフィルム化するために使用されます。この技術は、細胞に感染するウイルスやバクテリアを追跡したり、がん細胞を標識して追跡したりするために機能します。簡単に言えば、GFP のクローニングと精製により、科学者は顕微鏡のような生きた世界を調べることができるようになりました。
GFP の改良により、バイオセンサーとして有用になりました。変更されたタンパク質は、変化に反応する分子機械として機能します。 pH またはタンパク質が互いに結合するときのイオン濃度またはシグナル。タンパク質は、蛍光を発するかどうか、または条件に応じて特定の色を発するかどうかによって、オフ/オンのシグナルを発することができます。
科学だけではない
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緑色蛍光タンパク質の用途は科学実験だけではありません。アーティストの Julian Voss-Andreae は、GFP の樽型構造に基づいてタンパク質の彫刻を作成しています。研究室では、さまざまな動物のゲノムに GFP を組み込み、一部はペットとして使用しています。 Yorktown Technologies は、GloFish と呼ばれる蛍光ゼブラフィッシュを販売した最初の会社になりました。鮮やかな色の魚は、もともと水質汚染を追跡するために開発されました。他の蛍光動物には、マウス、ブタ、イヌ、ネコなどがあります。蛍光植物や菌類も取り揃えております。