绿色荧光蛋白在转基因动物研究中的应用绿色荧光蛋白(GFP)是一种来自水母的蛋白质，具有独特的荧光性质，可以发出绿色荧光。近年来，GFP被广泛应用于生物学研究中，特别是在转基因动物研究中得到了广泛应用。
利用GFP基因的表达，科学家可以追踪细胞、组织以及整个生物体系的运动和功能。通过将GFP基因转入目标细胞或组织中，科学家可以用荧光显微镜观察其在生物中的位置和运动轨迹，繁殖情况以及基因表达水平等重要信息。
在转基因动物研究中，GFP的应用尤其重要。通过将GFP基因转入小鼠、果蝇等模式动物中，科学家可以追踪这些动物的胚胎发育、器官生长、细胞分化以及疾病模型等过程。此外，还可以利用GFP的荧光特性，观察细胞内各种蛋白质的表达情况，从而了解其在疾病发生发展中的作用，为药物开发提供参考。
总之，GFP在转基因动物研究中的应用，不仅能够促进科学家对于生物体系的认识和了解，还能够为疾病治疗提供新的思路和方法。随着技术的进步，GFP的应用前景将会更加广阔。
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绿色荧光蛋白及其在细胞生物学研究中的应用近几十年来，绿色荧光蛋白（GFP）被广泛用于生物学的研究， 特别是在细胞生物学领域，它在基因表达分析、膜蛋白研究，以及定位和追踪细胞外状态变化等方面提供了有力的工具。绿色荧光蛋白最初是从拟南芥中分离出来的，它是一种可以在生物细胞中发出可见的绿光的蛋白质。GFP可以与其他蛋白质结合在一起，可以用来检测特定蛋白质的表达和定位。利用绿色荧光蛋白的特性，我们可以实现转基因技术的可视化，同时实现基因的定位，这使得细胞的动态变化以及基因调控可以被直观定量地观察出来。 在GFP的研究过程中，科学家发现GFP本身也有可以改进的特性，不仅可以让它发出绿色的光，也可以被用来实现转基因技术的可视化。它的发光强度与温度变化和环境改变有关，当温度提升或温度较高时，GFP的发光强度会增强。GFP还可以用来检测特定的一种或多种蛋白质，能够实现精确的蛋白质定位。同时，研究人员还发现GFP的表达能力可以被亚细胞定位，发现细胞内部基因表达的动态变化。 GFP也被用于膜蛋白研究，可以很好地实现膜蛋白在细胞表面的定位，从而有助于我们更好地分析膜结构和功能，为细胞生物学研究带来新的视角。此外，GFP还可以被用于探索和分析细胞外状态变化，它能够通过显示细胞的迁移、聚类、分离等状态变化来揭示细胞的行为和表型特征，成功地帮助了许多细胞生物学研究。 绿色荧光蛋白是一种重要的细胞生物学研究工具，它的出现使得细胞的研究变得更加容易，提高了生物学研究的效率。它不仅可以被
用于基因表达分析和定位，也可以用于膜蛋白研究，使我们更好地了解细胞的行为和表型特征，实现细胞外状态变化的追踪，进而发现基因调控的模式，目前，GFP的技术已经成为细胞生物学研究技术的重要组成部分，将为未来更多的细胞生物学研究带来更多的帮助。 综上所述，GFP在细胞生物学研究中具有重要的意义，它提供了一种强大的分析工具，可以实现基因表达分析、膜蛋白研究和细胞外状态变化的定量观察。它高效地帮助我们探究更多基因调控机制，这在提高科学研究水平方面发挥了重要作用。未来，GFP技术将促进更多功能性细胞研究，以便开发出更多的细胞生物学研究工具，为更多的医学发展带来更多的便利。
学士学位论文文献综述题目绿色荧光蛋白的应用及发展前景 姓名周紫嫣学号 专业生物工程 指导教师周小萍职 称教师 中国·武汉二○一二年四月
目录 摘要······················································································ II 关键词 ···················································································· II Abstract ··················································································· II Key words ················································································ II 1 GPF的发现 (1) 2 GFP的结构及发光原理 (1) 2.1 GFP的结构 (1) 2.2 GFP的发光原理 (2) 3 GFP在生物技术中的应用 (2) 3.1 GFP作为报告基因 (2) 3.2 GFP用于研究病毒与宿主的关系 (3) 3.3 GFP用于药物筛选 (3) 3.4 GFP作为生物传感器 (3) 3.5 GFP用于融合抗体 (4) 3.6 GFP用于计算细胞生长速度 (4) 3.7 GFP用于基因表达调控 (4) 4 GFP存在问题及发展前景 (4) 参考文献 (5) 致谢 (5)
绿色荧光蛋白的研究现状与应用 【摘要】绿色荧光蛋白（GFP）最早发现于水母体中，是一种十分重要的蛋白质。由于其众多的优点，现已在分子生物和细胞生物的研究中应用十分广泛。随着技术的进步和研究的进一步深入，GFP基因也在许多其他方面将发挥着越来越重要的作用。 【关键词】绿色荧光蛋白；生色团；报告基因 2008年10月8日，瑞典皇家科学院诺贝尔奖委员会授予三位科学家：日裔美国科学家下村修(Osamu Shimomura)、美国科学家马丁?查尔非(Martin Chalfie)和美国华裔科学家钱永健(Roger Y．Tsien)诺贝尔化学奖，以表彰他们在绿色荧光蛋白(GFP)研究方面做出的突出贡献。 1 绿色荧光蛋白的理论研究 1.1绿色荧光蛋白的发现 绿色荧光蛋白最早于1962年在维多利亚多管发光水母体内被发现，同时它也存在于水螅和珊瑚等腔肠动物体内。它的内源基团可以在蓝光或紫外光激发下发射绿光，属于生物发光蛋白。绿色荧光蛋白在水母体内之所以能发光，主要依靠水母素的辅助。水母素和GFP之间能发生了能量转移，在钙的刺激下，其能量可转移到GFP，刺激GFP发光。 1.2绿色荧光蛋白的结构和发光原理 1992年Prasher等克隆了GFP基因的cDNA并分析了其一级结构。野生型GFP基因组全长2600bp，由3个外显子和2个内含子组成，编码238个氨基酸，分子量约28kDa。GFP的三维立体结构是由11个β折叠围在四周形成一个中空的圆柱体，1条α折叠贯穿在圆柱体的中间，其中有一段位于65-67位的3个氨基酸残基（Ser-Tyr-Gly）形成的杂环咪唑啉结构组成生色团，位于圆筒中央并附着在α螺旋上。绿色荧光蛋白的发光原理是位于氨基酸第65位的Ser的羧基和67位的Gly的酰基经过亲核反应生成咪唑基，66位的Tyr通过脱氢使芳香团与咪唑基结合，形成对羟基苯甲酸咪唑环酮生色团发出荧光。GFP的最大和次大的激发波长分别是395nm和475nm。溶液中，395nm激发的荧光发射峰在508nm，375nm激发的荧光发射峰在503nm。 1.3绿色荧光蛋白的优点 绿色荧光蛋白的独特之处即它的优点很多，主要有：荧光反应不需要底物和任何其他辅助因子，只需要在蓝光和紫外光下照射，利用荧光显微镜甚至是直接用肉眼就可以观察，易于检测且灵敏度高；荧光性质稳定，对光漂白有较强的耐受性；无毒害，转化后细胞仍可连续传代；通用性好，无种属特异性；分子量小，易于构建载体；不受假阳性干扰，结果真实可靠；可进行活细胞定时定位观察；易于得到突变体。 2 绿色荧光蛋白的应用 1994年Chalfie等首次在大肠杆菌细胞和线虫中表达了GFP，开创了GFP 应用研究的先河。也正是由于绿色荧光蛋白的许多优点，使得其应用十分广泛。 2.1作为报告基因 GFP通常用作报告基因，可用来检测转基因效率，把GFP基因连接到目的基因的启动子之后，通过测定GFP的荧光强度就可以对该基因的表达水平进行检测。GFP最显著的优势是荧光反应不需要底物和其他辅助因子。有利必有弊，
绿色荧光蛋白的应用及其最新研究进展 一、关键词： 绿色萤光蛋白、酵母双杂交系统、流式细胞仪、下修村、马丁·查尔菲、钱永健 二、背景 2008年10月8日，三位美国科学家——伍兹霍尔海洋生物学实验室（Woods Hole Marine Biological Laboratory, MBL）的Osamu Shimomura、哥伦比亚大学（Columbia University）的Martin Chalfie以及加州大学圣地亚哥分校（University of California, San Diego）的钱永健（Roger Y onchien Tsien），因在研究和发现绿色荧光蛋白（green fluorescent protein,GFP）方面做出突出贡献而获得诺贝尔化学奖。 绿色荧光蛋白（green fluorescent protein, GFP）最早由日裔科学家下村修于1962年在水母（Aequorea victoria ）中发现。而后马丁·查尔菲则证明了GFP在作为多种生物学现象发光遗传标记方面的应用价值。钱永健阐明了GFP发光的机制，并且发现了除绿色之外可用于标记的其它颜色。他对细胞生物学和神经生物学领域的贡献具有划时代的意义。他的多色荧光蛋白标记技术让科学家能够用不同颜色对多个蛋白和细胞进行标记，从而实现了同时对多个生物学过程进行追踪。现在，三位科学家的研究成果已经作为标记工具在生物科学中得到广泛应用。 三、GFP的主要性能 GFP在蓝色波长范围的光照激发下发出绿色荧光，其发光过程需要冷光蛋白质Aequorin 的帮助，而且，这个冷光蛋白质可与钙离子（Ca2+）相互作用。GFP的激发光谱在400nm 附近有一个主激发峰，在470nm附近有一个次激发峰。发射光谱在505nm附近有一尖锐的主发射峰，在540nm附近有一肩峰。在Aequorea victoria 中发现的野生型绿色荧光蛋白的分子量较小，由238个氨基酸残基组成，仅为27~30kDa，而编码GFP的基因序列也很短，为2.6kb。。GFP序列中的65-67位残基（Ser65-Tyr66-Gly67）可自发形成荧光发色基团——对羟基苯咪唑啉酮。GFP的晶体结构是由11个β-折叠组成的柱状结构，直径约3nm，长约4nm。柱中央有一个α-螺旋，发色基团在α-螺旋上，非常靠近柱的中心。蛋白的二级结构大部分为α-螺旋和β-折叠。GFP的化学性质相当稳定，无光漂白现象（Photobleaching），用甲醛固定和石蜡包埋亦不影响其荧光性质。在细胞生物学与分子生物学领域中，绿色荧光蛋白基因常被用作报告基因。 四、GFP的应用 1、酵母双杂交系统 原理： 将已知蛋白作为诱饵蛋白，在系统中捕获与其相互作用的蛋白质。人们可用GFP直接监测蛋白质与蛋白质的相互作用,因此GFP广泛使用于此技术。 利用两个增强型GFP（EGFP）片段重建功能，从而开发出一种新型的报告系统以应用于酵母双杂交系统。该系统在基因水平上将EGFP片段分别与诱饵蛋白及要捕获的蛋白融合，在体内共表达，从而研究蛋白与蛋白间的相互作用。与现有的酵母双杂交系统相比，EGFP系统中的诱饵、靶蛋白载体的报告基因和复制控制元件均得到了改进。在酵母中，当蛋白与蛋白发生相互作用时，分开的EGFP能够重新结合而发出荧光。EGFP报告质粒包括pNEGFP和pCEGFP。在乙醇脱氢酶1（ADH1）启动子控制下，诱饵蛋白质粒编码的EGFP
绿色荧光蛋白在生物科研中的应用与发展 绿色荧光蛋白（Green Fluorescent Protein，GFP）是一种广泛用于生物科研的 工具蛋白，它源自于一种发光生物——海葵。GFP具有自发的荧光特性，能够发 出绿色的荧光信号，并且能够与其他蛋白质一起被观察、追踪。GFP的发现与利用，为生命科学领域带来了一场革命，被广泛应用于光遗传学、分子标记、细胞成像等多个领域。在本文中，我们将介绍GFP的应用及其在生物科研中的发展情况。 一、GFP的发现与基本原理 1992年，日本科学家下村脩祐在对海葵的研究中，发现有一种名为GFP的蛋 白质，它能够在紫外光的照射下自发发出绿色荧光。1994年，美国生物学家马丁·查尔芬（Martin Chalfie）和罗杰·钱（Roger Tsien）证实了GFP的自发荧光特性，并通过转基因技术成功将GFP导入到非常规高等生物体系中，开创了GFP的应用 前景。 GFP的发光原理与其他荧光染料不同，它并不需要诱导剂的作用或化学反应的 参与。GFP的分子结构由238个氨基酸组成，可以自行折叠成一个波浪形的结构，其中蛋白“心脏”的中心是一个色团，称为色素环（chromophore），这个环的结构 与化学状态有机会决定了GFP发射绿光荧光的特性。GFP的发光特性具有“自发、 可重复、非侵入性、可监测、可定量化、标记靶点准确”的优点，成为生物科学研 究中广泛使用的荧光标记分子。 二、GFP在光遗传学的应用 光遗传学是指应用光敏感蛋白和分子工程技术对生物活动进行精准控制和实时 监测的技术。GFP在光遗传学研究中被广泛应用，主要用于驱动离子通道、激酶 和离子泵的表达。通过对这些因子的定向表达，可以研究光敏感信号的传递、光学信息的处理和细胞感知。
GFP荧光蛋白的应用概述 前言：源于多管水母属等海洋无脊椎动物的绿色荧光蛋白(GFP)，是一种极具应用潜力的标记物，有着极其广泛的应用前景。绿色荧光蛋白的发现具有划时代的重要意义，它不仅为当代生物学研究提供了极为实用的基本研究手段，并且在此基础上改造发展和发现了一些列荧光蛋白，扩展了应用范围。现就GFP的理化性质、荧光特性、改进和应用研究进行了综述。 主要内容： 1、GFP的具体应用： 作为转基因植物和动物的筛选标记 用于定位标记 跟踪观察微生物 发育机理研究 用于细胞筛选 用于免疫学 2、GFP在生物领域的最新应用进展： 显像技术 失踪技术 报告基因 生物光学感受器 筛选技术 抗体生产 （1）显像技术 由于荧光蛋白有多种颜色，且稳定无毒，所以荧光蛋白可是的动物体内复杂的系统结构可视化。Livet等用多种不同的颜色的荧光蛋白对神经系统进行了基因标记，使得我们能够观察到大脑的集成路线图，可以直观地看到神经细以及细胞间的相互作用。另外，荧光蛋白还可用于生物发育领域，能够形象的观察生物体的器官组织结构的变化，随着发育学研究的深入，荧光蛋白必将成为强有力的工具。 （2）失踪技术 一般的荧光染料标记的微生物，由于其生长快、分裂快，染料可在短时间内被稀释，所以不能实时准确地观察微生物侵入活体动物以及细胞的过程。近年发现，荧光蛋白可用于失踪流行性病毒对活体细胞的感染，流行性病毒可被实时监控，借助这一新技术，可以更深入地研究其感染方式。Zhao等发现用GFP标记细菌，可以详细的对细菌的入侵进行时空检测，以确定细菌特异性的感染部位以及传染源的空间位移。GFP克服了一般荧光染料所带有的缺陷，GFP必将会进一步取代一般的荧光染料，有效地帮助学术研究者观察分析细菌病毒的感染方式。
gfp在生物学中的应用(一) GFP在生物学中的应用 什么是GFP GFP（Green Fluorescent Protein），即绿色荧光蛋白，是源自于荧光珊瑚的一种蛋白质，可以自发地发出绿色荧光。GFP在生物学研究领域中有着广泛的应用。 GFP的特性 •GFP可以自发的发出绿色荧光，无需外界光源的刺激。 •GFP的分子量较小，只有27kDa，不会对宿主生物产生影响。•GFP可以作为标记蛋白质，将其与其他蛋白质进行融合，使其绿色荧光便可被用于追踪蛋白质的位置及运动路线。 •GFP结构稳定且易于复制。 GFP在生物学研究中的应用 细胞检测 GFP可以与其他蛋白质进行融合，它的荧光特性可以用于追踪蛋白质的位置及移动。通过对GFP标记的蛋白质进行跟踪，研究人员可以了解细胞结构及动态变化。例如可以用于观察染色体的行为、了解某个蛋白质在细胞内的表达以及分布情况等。 基因转移与表达 通过将GFP的编码序列融合到其他基因中，形成GFP-fusion基因，可以将GFP结合到靶基因的表达区域。这种方法可以追踪转基因生物DNA 在体内的表达、开展基因治疗等应用。
药物筛选 将GFP插入到某些植物或动物的细胞中，打荧光后可以连续目测该生 物体细胞的活性或死亡情况，来评价药物对其的保护性及毒性影响。 这种方法可以用于筛选小分子化合物、药物等。 营养安全性鉴定 将GFP插入到某些微生物中，例如大肠杆菌，可用于监控它们在食品 生产及生态学方面的存在情况，进一步指定微生物对人体及环境的安 全与污染等。 结论 GFP由于其优越的特性，成为生物学研究的强劲有力的武器之一，这种蛋白质不仅较为稳定，而且与其他蛋白质的融合方便，具有灵活性和 广泛应用领域。 存在的问题 虽然GFP具有广泛的应用前景，但在实际应用中仍存在一些问题，例如： •GFP不能在某些特殊条件下自发发出荧光，例如在正常的酸碱环境以外，其荧光强度会下降甚至消失。 •GFP的荧光峰值与标记的蛋白的特性相似，会造成光谱重叠困扰。•GFP有时候无法与生物体自然的抗原性相匹配，会导致抗原性冲突。 未来发展 为了克服GFP的一些缺点, 目前正在开发基于GFP技术的新荧光标记物，例如： •mCherry: 是一个红色荧光蛋白，其光谱特性与GFP不相干扰。•BFP: 蓝色荧光蛋白，通过使用这种标记物，可以同时检测多种标记蛋白，实现多色混合标记。 •R-GECO : 是荧光蛋白家族中的一种，可用于检测细胞钙离子的浓度变化。
绿色荧光蛋白分子学及其应用研究 绿色荧光蛋白(GFP)是一种被高度研究的分子，因为其广泛的应用和成为诺贝尔化学奖得主的诺诺·沙巴夫(Nobuo Shimamoto)的研究领域。GFP通过自然界中的较小物种的光生物学机制得到了发现，这是由于GFP的光学性能的吸引力和选择性。这种荧光蛋白是一种蛋白质，产生绿色荧光的原因是其在紫外线下能够吸收蓝色和紫色光波长，然后通过一系列的反应，发射出绿色荧光。 自从GFP在1992年首次被分离和纯化以来，它就成为了现代分子生物学和遗传工程学中一个极为重要的工具。如今，研究人员利用GFP来标记特定的细胞、分子、蛋白质等这些生物分子，以便更好地了解其在生命体中的功能和行为。 GFP分子学研究 GFP分子结构的研究在分子生物学领域中扮演着重要的角色，使得科学家能够更好地了解GFP在细胞中的行为方式。GFP的结构研究表明，蛋白质由11个β片段组成，这些片段形成了一个β桶的形状，桶的中心存在一个芯片，能吸收高频的蓝色和紫色光波长。这些颜色的光子吸收后，芯片被激发，导致GFP的荧光，通过这个过程，我们可以看到细胞、分子等在表面的荧光。这种荧光技术已成为许多生物领域研究中必不可少的工具。 GFP应用研究 GFP技术的广泛应用已经时间不短，两个重大的应用包括研究非血细胞量和发展非入侵性生物成像。利用GFP的颜色范围，科学家可以创建绿光经过的光谱，这些光谱帮助他们可视化细胞和分子，并跟踪某些细胞和分子的变化。 GFP技术的进一步研究也为非入侵性生物成像提供了新的领域。非入侵性生物成像技术允许科学家在捕获图像时不伤害生物，这一技术是在显微镜下通过采集GFP荧光图像实现的。这种技术已经广泛应用于人类的生殖、神经、心血管和肿瘤学等领域的研究工作中。
绿色荧光蛋白在生物医学研究中的应用 绿色荧光蛋白（Green Fluorescent Protein, GFP）是一种广泛应用于生物医学研 究中的蛋白质标记物。它最初来源于海葵（Aequorea victoria）中的一个蛋白质， 因其绿色荧光而被人们发现，并被广泛用于标记生物分子的研究中。本文将介绍绿色荧光蛋白在生物医学研究中的应用及其优缺点。 I. GFP技术在药物筛选中的应用 药物筛选是一种重要的生物医学研究手段，它通过筛选大量的化合物，找到具 有治疗作用的药物。GFP技术则可以帮助科学家在筛选过程中更加方便地观察细 胞中的药物靶点。以前的药物筛选往往需要使用化学荧光染料，这些染料的发光可能会被药物所抑制，影响筛选结果。而使用GFP标记靶点，则可以直接观察靶点 在细胞内的表达情况，无需使用化学荧光染料。此外，GFP标记靶点也使得科学 家可以在单个细胞的水平上观察相应的实验结果，增加了研究的可靠性和精度。因此，GFP技术在药物筛选中有着广泛的应用前景。 II. GFP技术在细胞成像中的应用 GFP技术在细胞成像中也有着广泛的应用。在一些研究中，科学家将GFP标 记在细胞组织或器官中的某一种蛋白质上，以追踪其在细胞中的运动情况。由于GFP具有高度的特异性和稳定性，因此可以准确的观察标记蛋白质的表达情况。 这种技术使得科学家可以观察特定细胞或组织的病理生理进程，并为疾病的提早诊断和治疗提供了可能性。 III. GFP技术在基因治疗中的应用 基因治疗是一种新兴的治疗疾病的手段，其目的是通过简单而直接的方式将治 疗的基因导入到细胞中，来治疗一些疾病。GFP技术可以帮助科学家更好的观察 基因治疗的效果。在基因治疗过程中，科学家可以使用GFP将目标基因标记出来，
十大神奇转基因动物 图片1:荧光鼠 2007年末，荧光鼠脑细胞的图片传遍世界各地，从“福利客”超市的宣传海报到“自然”杂志的封面。这些五彩斑斓的脑细胞是单个的神经元，鲜艳的色彩帮助科学家将它们区分开来。英国哈佛大学的杰夫-里奇曼为首的科研小组在实验鼠的基因组中导入水母的绿色荧光蛋白基因，使其在紫色光线的照射下呈现出绿色荧光。这种绿色荧光基因对小鼠无害，只起到标记作用。 图片2:蜘蛛羊 我们所有人都听说过蜘蛛侠，但是你听过蜘蛛山羊吗？这种转基因山羊是独一无二的，因为它们能产生普通的蜘蛛丝。这种构成蜘蛛网的同样物质由它们的乳腺产生。 很多科学家把蜘蛛丝叫做“生物钢”，有着超强的抗张强度。研究人员称，如果把很多蜘蛛丝拧成一股绳的话，它足够强韧，可制成防弹背心、降落伞绳，或者从飞机到航母等设备。蜘蛛丝还可被制成人造韧带和人造腱，支撑组织、骨骼和神经细胞，让它们在生长期间保持稳定。随着细胞的逐渐生长，这些人造丝部分会逐渐分解。但蜘蛛与蚕不同，把很多蜘蛛放在一起它们会彼此蚕食。因此，科学家始终致力于想出集中生产蜘蛛丝的方法。 帮助“生产”这些山羊的怀俄明大学分子生物学家兰迪-刘易斯说：“从概念上讲，这个过程非常简单。用于丝蛋白的蜘蛛丝基因与控制蛋白质构成组织的山羊的DNA有关。在这种情况下，它是乳腺，只形成于哺乳期。然后，细胞与卵结合生成胚胎，胚胎有着合成其DNA的基因。当母羊开始分泌乳汁时丝蛋白就产生了。” 图片3:抗癌老鼠
美国研究人员通过一项新技术，使得老鼠具有了抵抗各种癌症的能力，而这个科学突破将使癌症患者有望接受无副作用的治疗。 这些老鼠内产生的一种蛋白质是未来疗法的关键，它能消灭肿瘤细胞，却不会伤害体内的健康组织。通常情况下，一般的癌症治疗会使患者出现疼痛、恶心和掉头发等情况。科学家们希望有朝一日把这种蛋白质用于癌症患者身上，使他们摆脱这些痛苦。 这个突破取决于一种叫P ar-4的老鼠基因，它生产这种蛋白质。研究人员让一组老鼠拥有比正常情况下更多的蛋白质。《癌症研究》杂志报道，后来他们发现，这些老鼠对许多癌症类型产生免疫力，像肝癌和前列腺癌等。测试显示，这种蛋白质还能抵抗乳腺癌、胰腺癌和头颈癌等。美国的这些科学家们表示，至关紧要的一点是这些老鼠没有出现任何明显的副作用。 图片4:翡翠海参 翡翠海参看起来更像一片树叶，而不是黏滑的腹足软体动物，但它却是已知第一种在自然演化过程中发生转基因现象的物种。这种生物令很多科学家大惑不解。就像缅因大学的玛丽-朗波发现，它们居然能够利用水藻食物中的叶绿体进行光合作用以产生能量。没有任何其他动物能够这样利用叶绿体。 朗波研究发现海参中的一种基因与水藻中具有光合作用的基因类似，这表明在过去的漫长岁月中，该基因或许通过自然进化的方式从水藻转移到海参的DNA中。虽然目前还很难证实海参身上的这种基因转移，但朗波仍表示“我们正致力于探究这种转移是如何发生的”，这将有利于科学家探索动植物间的基因转移是否会发生在其他的物种上。 图片5:荧光鱼
绿色荧光蛋白（GFP）在生命科学中的应用 生命科学学院2011级2011012911 姜悦 绿色荧光蛋白(GFP)是海洋生物水母体内的一种发光蛋白，最早是从华盛顿维多利亚水母体内克隆得到的。GFP本身具有发光功能的荧光基团，无需特殊的辅助因子或其他蛋白的参与。在近几年的生命科学研究中，GFP已经成为跟踪活组织或活细胞内基因表达及蛋白质定位的标记物，这一方法日益成熟，成为基因转录调控、时相表达、蛋白质定位、转基因动物、细胞骨架等研究的有效手段。GFP在组织中表达产生内在的荧光，从而可以标记一些正常的细胞学过程，再借助一些高分辨率的显微荧光光学仪器就可以监控这些动态过程。 一、GFP基因作为报告基因在生命科学中的应用 GFP基因是一种标志基因，带有该基因的物种会发生荧光反应。GFP基因往往与其他物种的功能基因一起植入实验物种的细胞，转基因得到的新物种如果出现荧光反应，则与GFP基因同时植入的其他物种的基因也应该存在于转基因物种的细胞内。《海洋科学》2011年第35卷第9期报道的《杜氏盐藻叶绿体ATP合酶α亚单位基因启动子的克隆及初步功能分析》（谷辉辉，冯书营，潘卫东，李杰，薛乐勋）中就利用GFP基因作为一种报告基因。 目前, 虽然已经利用盐藻的核转化系统表达了一些外源基因，但是外源基因在细胞核转化时容易发生基因沉默、表达量低等现象，为此，研究者进行了转化盐藻叶绿体而非转化细胞核的尝试。研究者采用DraI、EcoRV、PvuII、ScaI、SmaI 和StuI六种内切酶消化杜氏盐藻叶绿体基因组DNA，与相应DNA接头连接, 构建成无载体连接的盐藻叶绿体GenomeWalker DNA文库。利用长距离PCR技术从该文库中克隆得到ATP合酶α亚单位基因上游序列1347bp。启动子特征分析显示该序列具有一般启动子的保守序列特征，根据这些特征设计引物，扩增4个5′端系列缺失的启动子片段，并用绿色荧光蛋白基因作为报告基因，构建启动子5′端系列缺失重组质粒，以期鉴定不同启动子片段驱动报告基因转录的活性。基因枪转化结果显示，启动子长度约1000bp的重组载体转化盐藻后，其转化株中有黄绿色的盐藻细胞出现。说明克隆的序列具有启动子活性，能驱动绿色荧光蛋白基因在杜氏盐藻中有效表达，为建立盐藻叶绿体转化系统奠定了工作基础。 此外，在《心血管康复医学杂志》2010年4月第19卷第2期报道的《9型重组腺相关病毒转染大鼠心脏成纤维细胞的体外研究》（杜雷，马依彤，杨毅宁，向阳，陈邦党，刘芬，高霞）中利用增强型的GFP基因作为一种报告基因，和前一个例子中的普通GFP基因相比，增强型的GFP基因表达出的绿色荧光蛋白
绿色荧光蛋白转基因小鼠的生理生化常数 绿色荧光蛋白具有荧光稳定，检测方便，对活细胞无伤害等优点，已被作为一种标记基因应用到生物学研究的各个领域。中国医学科学院医学实验动物研究所使用的动物是将表达绿色荧光蛋白的基因导入小鼠体内，构建成能表达绿色荧光蛋白(GFP)的转基因小鼠。此种转基因小鼠可以利用光学成像技术跟踪靶细胞，是研究干细胞，肿瘤细胞的工具小鼠。目前国内外虽然有关于绿色荧光小鼠生理生化等各个检测指标的研究，但是还不足以建立一个针对绿色荧光蛋白转基因小鼠的生理指标平台。本实验旨在针对各不同周龄的绿色荧光蛋白转基因小鼠，全面测定其生理，生化，组织病理学各指标，为新药安全评价工作的深入展开提供科学的基础数据。论文发表在“中国实验动物学报”2011年 4 月第 19 卷第 2 期。 测定绿色荧光蛋白转基因小鼠不同年龄段的生理生化、组织病理学等方面的指标，为该品种转基因小鼠应用于毒理学等领域研究提供理论依据。 方法定期测定不同周龄段(4 ～ 6 周龄，6 ～ 8 周龄，9 ～ 12 周龄，13 ～ 14 周龄)141 只绿色荧光蛋白转基因(GFP)小鼠和 100 只对照组 C57BL/6J 小鼠的体重和摄食量，对上述两种动物定期取血，测定血生化及血液学指标，对动物进行大体解剖，计算主要脏器(心、肝、脾、肺、肾、脑、胸腺，性腺)的脏器系数并进行组织病理学检测。 结果 ①体重和摄食量:4 周龄的GFP小鼠，其体重明显低于对照组，差异具有显著性(P < 0. 01) ;4 ～ 5 周龄的 GFP 小鼠，其摄食量明显高于对照组，差异具有显著性(P < 0. 01)。 ②血常规测定:6 ～ 8 周龄，9 ～ 12 周龄的 GFP 小鼠，其红细胞计数(RBC)明显低于对照组，差异具有显著性(P < 0. 01) ;9～ 12 周龄，13 ～ 14 周龄的 GFP 小鼠，其白细胞计数(WBC)明显高于对照组，差异具有显著性(P < 0. 01)。 ③血生化测定:6 ～ 8 周龄，9 ～ 12 周龄，13 ～ 14 周龄的 GFP
aav 荧光蛋白表达载体中荧光蛋白的作用 AAV（Adeno-associated virus）是一种常用的基因传递载体，可以有效地将外源基因导入到目标细胞中。AAV载体中常常携带着荧光蛋白基因，这使得研究人员可以通过荧光显微镜观察和追踪目标细胞或组织的活动和表达情况。荧光蛋白的存在使得研究人员能够直观地了解AAV载体的转染效率、目标基因的表达情况以及细胞行为的变化，为生物医学研究提供了强大的工具。 荧光蛋白是一类能够自发发光的蛋白质，常见的荧光蛋白有绿色荧光蛋白（GFP）、黄色荧光蛋白（YFP）、红色荧光蛋白（RFP）等。这些荧光蛋白在自然界中广泛存在于一些特定的动植物中，如发光细菌、水母等。荧光蛋白的发光机理是通过外源染料离子（chromophore）的存在而产生的。当荧光蛋白表达在细胞或组织中时，通过外源染料离子的结合，荧光蛋白会发出特定的荧光信号。这种荧光信号可以通过荧光显微镜观察到，从而实现对目标细胞的可视化。 AAV荧光蛋白表达载体的设计和构建是基于AAV的特点和荧光蛋白的性质。首先，AAV具有良好的基因导入能力，并且在细胞内可以形成稳定的长期表达。其次，荧光蛋白具有自发发光的特性，可以通过外源染料离子的结合而发出荧光信号。因此，将荧光蛋白基因与AAV载体结合起来，可以实现对目标细胞的快速、高效的转染，并且通过荧光显微镜观察荧光蛋白的表达情况，从而实现对目标细
胞的可视化。 使用AAV荧光蛋白表达载体可以在许多生物医学研究领域中发挥重要作用。首先，在基因治疗研究中，AAV荧光蛋白表达载体可以用于观察和追踪转基因治疗的效果。通过将治疗基因与荧光蛋白基因组合，将AAV载体导入到目标细胞中，可以实时监测目标细胞的表达情况，评估基因治疗的效果。其次，在细胞生物学研究中，AAV 荧光蛋白表达载体可以用于观察和研究细胞的分化、迁移和增殖等过程。通过将荧光蛋白基因与感兴趣的基因组合，将AAV载体导入到细胞中，可以实时观察细胞的行为变化，了解其功能和机制。 除了在实验室的应用中，AAV荧光蛋白表达载体在临床诊断和治疗中也有潜在的应用前景。例如，在肿瘤诊断和治疗中，可以利用AAV载体将荧光蛋白基因导入肿瘤细胞中，通过荧光显微镜观察肿瘤细胞的分布和转移情况，帮助医生进行准确的诊断和治疗。此外，AAV荧光蛋白表达载体还可以用于疾病模型的构建和药物筛选等研究，为疾病的研究和治疗提供新的思路和方法。 AAV荧光蛋白表达载体的应用为生物医学研究提供了强大的工具。通过荧光显微镜观察和追踪目标细胞的活动和表达情况，研究人员可以从细胞水平上了解生命的运行机制和疾病的发生机制。随着技术的不断进步和发展，相信AAV荧光蛋白表达载体在生物医学研究和临床应用中将发挥更加重要的作用。
GFP的简介和应用 【摘要】源于多管水母属等海洋无脊椎动物的绿色荧光蛋白（GFP），是一种极具应用潜力的标记物，有着极其广泛的应用前景。本文就GFP的理化性质、荧光特性、改进以及它在科学研究中发挥的作用进行了综述。 【关键词】绿色荧光蛋白（GFP）、标记物、荧光特性、进展、改进、应用、干细胞移植【正文】 一、GFP的简介 1. GFP的理化性质，荧光特性及其改进 1.1 GFP的理化性质 从水母体内分离到的GFP基因，长达2.6kD，由3个外显子组成，分别编码69、98和71个氨基酸。GFP本身是一种酸性，球状，可溶性天然荧光蛋白。Aequoria GFP分子量约27×103，一级结构为一个由238 个氨基酸残基组成的单链多肽；而Renilla GFP是分子量为54kD的同型二聚体。两种GFP有不同的激发光谱，Aequoria GFP在395 nm具有最高光吸收峰，肩峰为473 nm；Renilla GFP在498 nm具有强烈的光吸收，肩峰为470 nm。两种GFP含有相同的生色团，发射光谱基本相同（λmax= 508~ 509 nm）。 GFP性质极其稳定，易耐受高温处理，甲醛固定和石蜡包埋不影响其荧光性质。其变性需在90℃或pH<4.0或pH>12.0的条件下用6mol/L盐酸胍处理，一旦恢复中性环境，或去除变性剂，虽然变性的蛋白质并不能完全复性，但是复性蛋白质同天然蛋白质对温度、pH变化的耐受性、抗胰蛋白酶消解的能力是相同的。更重要的是，它们在很大的pH范围内的吸收、发射光谱也是相同的。Renilla GFP的稳定性就更为显著。它在上述一系列的变性条件下都很稳定，不易变性。根据Sheen等的研究，GFP在受体内表达时，其稳定性并不亚于CAT 蛋白，因而可以得到持续时间较长的荧光。 1.2 GFP的荧光原理 GFP的性质和发射光谱的稳定性是同其生色团结构的稳定性密不可分的。GFP表达后折叠，在氧存在的条件下，使66位氨基酸残基的α、β键间脱氢。由65~ 67位的氨基酸残基（Ser- Tyr – Gly）环化为稳定的对羟基苯咪唑啉酮（4- p- hydroxybene- 5- imidazolinone），形成生色团（基于组成生色团的元件不同，可将已知的GFP及其变种分为7种，每一种都有一组不同的荧光激发和发射波长)。GFP无需再加任何底物和辅助因子，在紫外或蓝光激发下就能发荧光，在450~ 490nm蓝光激发下，GFP荧光至少能保持10min以上，不像其他荧光素，