【towersimper注:本文为译文,每篇都有部分改动,仅用作研究之用,不得用作商业开发,转载请标明翻译者towersimper,第一篇来自Sowmya Swaminathan, Nature Cell Biology, "GFP: the green revolution", doi:10.1038/ncb1953, October 1, 2009;
第二篇来自Andy, brainslab.wordpress.com,"Horseradish peroxidase as marker for anatomical em", April 3, 2011;
第三篇来自Andy, brainslab.wordpress.com, "MiniSOG, a light and electron microscopy fusable marker", April 16, 2011】
在GFP发现后的将近半个世纪以来,因为发现和开发绿色荧光蛋白,2008年诺贝尔化学奖被授予给Osamu Shimomura, Martin Chalfie和Roger Tsien,来表彰这次发现给后世带来的巨大影响。
参考文献:
Chalfie, M., Tu, Y., Euskirchen, G., Ward, W. W. & Prasher, D. C. Green fluorescent protein as a marker for gene expression. Science 263, 802–805 (1994).
Shimomura, O., Johnson, F. H. & Saiga, Y., Extraction, purification and properties of aequorin, a bioluminescent protein from the luminous hydromedusan Aequorea. J. Cell. Comp. Physiol. 59, 223–239 (1962).
Morise, H., Shimomura, O., Johnson, F. H. & Winant, J. Intermolecular energy transfer in the bioluminescent system of Aequorea. Biochemistry 13, 2656–2662 (1974).
Prasher, D. C., Eckenrode, V. K., Ward, W. W., Prendergast, F. G. & Cormier, M. J. Primary structure of the Aequorea victoria green-fluorescent protein. Gene 111, 229–233 (1992).
Tsien, R. Y. The green fluorescent protein. Annu. Rev. Biochem. 67, 509–544 (1998).
第二篇:辣根过氧化物酶作为解剖学电子显微镜(anatomical electron microscopy)的标记
要绘制诸如视网膜的大容量组织中的突触联系(synaptic connection) James R. Anderson等人于2009年就已经主张应当将分子表达谱(molecular profiling)与电子显微镜图片相关联。
如今,这里给出一个例子来说明分子表达谱仪(molecular profiler)如何得到很好的利用。Jianli Li等人[1]采用电穿孔技术产生将携带有靶向到细胞膜的辣根过氧化物酶(membrane-targeted horseradish peroxidase, mHRP)基因的表达构建物导入神经元。辣根过氧化物酶发射可放大的波长为428nm的荧光。这些研究人员就使用它作为解剖学上的标记,与蝌蚪神经元的连续切片电子显微镜图片(serial section electron microscopy, SCEM)在空间上相互关联。
Li J, Wang Y, Chiu S and Cline HT (2010) Membrane targeted horseradish peroxidase as a marker for correlative fluorescence and electron microscopy studies. Front. Neural Circuits doi:10.3389/neuro.04.006.2010.
在最近的一份研究论文中,Shu et al.首先回顾了试图为电子显微镜生产类似分子,如辣根过氧化物酶,但是他们作出结论,它们全部都有严重性的缺点。他们随后报道了他们构建的一种称作小型单线态氧制造者(mini singlet oxygen generator, miniSOG)的蛋白分子,它是对来自植物拟南芥天然蛋白向光色素-2(phototropin-2)的一部分进行基因改造而成,能够非常像从水母中获得的基因编码的荧光蛋白家族一样进行使用,同时也是一种有效的氧气制造者。这种蛋白的唯一辅因子是黄素单核苷酸(flavin mononucleotide, FMN),而FMN是线粒体电子传递链所必需的,因而几乎在所有的细胞中存在。
J = 光氧化之前的共聚焦显微图片,K = 光氧化之后的透射光显微图片; 箭符号=表达miniSOG的细胞,箭头符号=不表达miniSOG的细胞;L / M = 电子显微镜,注意一下线粒体的外膜、内膜和嵴(cristae)保存完好的形态;图片来自doi:10.1371/journal.pbio.1001041。
研究人员也将miniSOG与一种SynCAM同工型(isoform)融合在一起,而SynCAM是一种促进突触组装的细胞粘附蛋白,预期定位在后突触。他们然后使用串联黑体扫描电子显微镜(serial block face scanning electron microscopy)观察小鼠组织来确定标记物miniSOG三维空间中的位置。
唯一问题就是“miniSOG革命”是否如同“绿色革命”这个名字一样容易让人记住。
参考文献:
Shu X, Lev-Ram V, Deerinck TJ, Qi Y, Ramko EB, et al. (2011) A Genetically Encoded Tag for Correlated Light and Electron Microscopy of Intact Cells, Tissues, and Organisms. PLoS Biol, 9(4): e1001041. doi:10.1371/journal.pbio.1001041