绿色荧光蛋白在生命科学研究中的应用 Applications of Green Fluorescent Protein in BiologicalS.pdfVIP

遗传 HEREDITAS(Beijing)20(5):43一461998 ·综 三芝 ． 绿色荧光蛋白在生命科学研究中的应用① 贺竹梅 李华平 李宝健 中（山大学生物工程研究中心，广州 510275) 李志芳 黄定华 深（圳农科中心花卉技术应用研究所，深圳 518040) ApplicationsofGreenFluorescentProteininBiologicalSciences HEZhumeiLIHuaping LIBaojian (BiotechnologyResearchCenter,ZhongshanUniversity,Guangzhou510275) LIZhifang HUANGDinghua (InstituteofHorticulture,ShenzhenCenterofAgriculturalSciences,Shenzhen518040) 近年来，随着水母Aequoreavictoria来源的绿色荧光蛋白G（reenfluorescentprotein,GFP）在各种异源细胞， 如细菌、霉菌、线虫、酵母 果蝇、昆虫细胞、哺乳动物细胞及植物细胞中的表达，GFP作为一种新型的报告 物在生物学界引起了广泛的关注，它已吸引了从生命科学 包（括细胞生物学、分子生物学、发育生物学、遗传学 及生物技术等）到生物医学及农学许多领域研究者的兴趣。近三年来关于它的基本结构、生色基团、发光机理及 基因的改造等均有大量的研究报道 ’〔一’〕，本文仅就近年来GFP在生命科学研究中的主要应用作一概括 1GFP在建立基因转化技术及在研究基因表达方面的应用 GFP在各种异源细胞中表达后均可检测到荧光的发射，且对寄主细胞不存在毒性。有实验表明，GFP在哺乳 动物细胞(C（HO）内的长期3（0周）表达对细胞的生长发育没有产生不利影响4〔)，这表明，它不但可以作为一个瞬时 表达用的标记物，而且也完全可以用于长久的高水平表达的标记物。生产转基因动物的常用方法是微注射法，但其 效率非常低。采用肿 作为报道基因能有效和方便地在桑堪期及胚泡阶段检测到GFP的表达 从而有效地建立起 转基因动物的筛选系统，Takada的实验还表明不但GFP本身对胚的发育无害，同时每天用470-490nm光检查对 胚的发育亦没有影响C5)。为了检验GFP作为外源蛋白生产时的报告物的可行性，Cha等C6)将GFP和人白细 胞介素(I（L-2)在昆虫幼体中的表达特性进行了比较，认为二者在Trichoplusiani幼虫中的表达特性是类似的，这 可为目标产物的表达生产提供一个模式系统 （如收获时间、温度、湿度等条件的控制等）Albanor”的实验也 表明，GFP作为异源蛋白表达的报告物具有较好的相关性。 逆病毒载体已被广泛用于基因转移，GFP也可很方便地用作逆病毒介导的基因转化标记物及在哺乳动物造血 细胞中进行表达 a)〔，这将对基因治疗的研究起到促进作用。利用GFP亦可方便地进行转基因t（ransgene）的分子 生物学研究。在用wtGFP转化拟南芥时，肺 编码序列内的一段DNA被宿主细胞当作自身的内含子而被切除， 因而表达的GFP蛋白也就成了无功能的蛋白9)〔，通过对wtg印进行修改后，它可以在拟南芥完成表达具功能的 GFP蛋白1〔0)。虽然GFP在多种异源细胞中都可以表达，但在许多植物和一些丝状真菌中表达不出有功能的 GFPC11)，或仅能观察到GFP的瞬间表达，而观察不到绿色荧光的稳定表达 〔“‘〕，关于这方面的原因还有待于 ①本项目受深圳市科学基金资助。全文承刘秋云博士审阅，特此致谢， 44 遗 传 HEREDITAS(Beijing)1998 20卷 进一步的探讨。 将gfp置于含有顺式作用元件的多种序列或启动子序列的控制下，将这些不同的基因组合转化细胞，通过分析 其荧光表达的强度，即可判断该顺式作用元件的不同功能区作用或启动子的强弱和启动方式组（成型、组织特异型 或时空型等）(13,la)．用这一方法较之gus或cat的优