緑色の蛍光タンパク質とは何ですか？

緑色の蛍光タンパク質（GFP）は、北太平洋で見られるクラゲの種で発生するタンパク質 aequorea victoria です。蛍光は現象であり、特定の物質は光などの電磁放射からエネルギーを吸収し、異なる、通常より長い波長でエネルギーを放出します。 GFPによって生成される緑色の輝きは、比較的高エネルギーの青と紫外線を吸収し、それを緑色の光として放出し、波長が長く、エネルギーが少なくなります。したがって、目に見えない紫外線にさらされると、緑色に輝きます。 GFPは、他のほとんどの蛍光タンパク質とは異なり、他の分子との相互作用を必要とせずに蛍光を発するため、生物学者にとって特に興味深いものです。それは完全にアミノ酸だけで構成されているタンパク質であるため、これは生物がそれを生成するために遺伝的に操作することができることを意味し、生物学のさまざまな分野で幅広い用途を生み出します。

生物発光は、多くの海洋生物で発生します。 aequorea victoria の場合、Aequorinと呼ばれる化学発光物質は、カルシウムイオンと結合すると青色光を放出します。次に、この光は緑色の蛍光タンパク質によって吸収され、緑色の輝きが生じます。他の多くの海洋生物にはこれらの物質が含まれていることがわかっていますが、なぜこの輝きを生み出したり、青から緑に色を変えるように進化した理由は明らかではありません。輝くGFPが電子を放出できるという実験的証拠に基づいた1つの提案は、GFPが緑の植物のクロロフィルと同様の方法で、光活性化電子ドナーとして作用できるということです。

緑色の蛍光タンパク質は複雑な構造を持っています。蛍光色 - 蛍光発色団として知られている - は、3つのアミノ酸、チロシン、グリシン、セリンまたはスレオニンのいずれかがリングの形で結合されています。これは、シリンドリカ内に含まれていますl水分子との接触は、緑色の輝きを生成するために使用されるエネルギーを放散するため、発色団が他の分子との接触から保護する構造です。

GFPは、遺伝学、発達生物学、微生物学、神経学などの分野で非常に有用であることが証明されています。生物内の特定のタンパク質のタグ付けに使用して、それらがどこで、いつ発現されるかを確認することができます。目的のタンパク質をコードする生物のDNAの部分は、GFPも合成するように設計することができ、したがって、紫外線を使用して生細胞内のタンパク質の追跡を可能にします。この方法でウイルスにもタグを付けることができ、生きている生物の感染症を監視することができます。緑色の蛍光タンパク質は、他のいくつかの色で蛍光をかけるように変更することもでき、新しい可能性を開きます。これらの1つは、ニューロンで発現する蛍光タンパク質の組み合わせが異なるトランスジェニックマウスの作成です。脳内の神経経路を詳細に研究できるようにします。

他のアプリケーションは生物学以外で発見されています。物議を醸す開発の1つは、蛍光ペットのエンジニアリングです。緑色の蛍光タンパク質を産生する遺伝子組み換え動物が作成され、魚、ネズミ、豚、ウサギが含まれています。