progenes | GFP

Итак, GFP. Даже не знаю, с чего начать. Пожалуй начну с того, что сейчас редкая молекулярно-биологическая лаборатория обходится без этого важного инструмента, даже у меня есть пробирочка с геном этого замечательного белка. И вовсе не удивительно, что его открытие отмечено самой высшей научной наградой. Ее справделиво разделили три пионера в этой области исследований -Osamu Shimomura, Martin Chalfie и Roger Tsien. И весьма несправедливо обойдены вниманием Douglas Prasher и Сергей Лукьянов.

Итак, что такое GFP? Это green fluorescent protein, который впервые выделил японец Osamu Shimomura из медузы Aequorea victoria в 1960 году.

Он изучал природу биолюминесценции и показал, что есть белок aequorin, который при соединении с кальцием испускает синий свет. А другой белок, абсобрируя этот свет, флюоресцирует зеленым. Этот белок так и назвали green fluorescent protein. Shimomura интересовался в основном химией этой флюоресценции и вопросы практического применения белка его особенно не интересовали.
И только в 1987 году американец Douglas Prasher придумал использовать этот белок в качестве своеоразной молекулярной метки. Он выделил ген GFP и "привязал" его к гену гемоглобина таким образом, что готовый белковый продукт гемоглобина содержал флюоресцирующий GFP хвост. Стало возможным визуализировать гемоглобин под ультрафиолетом. Возможно это и стало тем поворотным моментом в прикладном лабораторном использовании GFP и привело к настоящей GFP-революции.

В 1988 году, когда Prasher уже вовсю клонировал ген GFP, Martin Chalfie только впервые о нем услышал на семинаре в по биолюминесценции в Columbia University. Его так вдохновила идея использовать светящийся протеин, что он не мог досидеть до конца семинара. Он придумал использовать его немного не так, как это делал Prasher. В то время, как Prasher "привязывал" GFP к белкам, Chalfie решил использовать его для исследования промоторов. Я уже писала однажды, что перед каждым геном находится "кнопка", которая включает или выключает ген. Это и есть промотор. Если создавать конструкции с промотором какого-то гена (о котором мы не знаем где он работает и когда, и при каких уловиях включается) и GFP, то мы можем визуализировать, когда же эта кнопка включается. Применил он это для изучения развития модельного объекта червяка Caenorhabditis elegans, о чем я тоже уже однажды писала, а визуализацию можно посмотреть в фильмах тут. Ген GFP Chalfie получил от Prasher, а уже в 1994 опубликовал собственную статю в Science.

Сергей Лукьянов решил идти другим путем и пока все ринулись искать другие флуоресцирующие протеины в разных медузах, он начал поиск в корралах. Это сначала выглядело странно, потому как кораллы сами по себе не флуоресцируют. Но ему повезло и он наткнулся на красный флуоресцирующий протеин, который назван DsRed. А в прошлом году Лукьянов сообщил о новом красном светящемся белке из морской анемоны, которую он приобрел в зоомагазине. Этот белок любовно назван Катюшка по имени сотрудницы Лукьянова Екатерины Мерзляк.

Roger Tsien в основном занимается физической природой флюоресценции белком, мутирует их, получает белки с различными спектрами флюоресценции, что для практического использования бесценная вещь. Можно раскрашивать клетки во все цвета радуги. На картинке не абстрактное искусство, а brainbow, нейроны, которые экспрессируют разные флюоресцирующие белки.
20ти секундный фильм о 3Д визувализации brainbow можно посмотреть на ютуб http://www.youtube.com/watch?v=y51la5gS5Ws

Получить организм со встроенным геном флуоресцирующего протеина на самом деле не сложно. Он работает и в бактериях, и в растениях, и в животных. Его используют и в декоративных рыбках , лабораторных мышах, мухах, кроликах, собаках и даже свиньях