經(jīng)過多年的嘗試，生物學家成功地在實驗室中研制出了一種非常明亮的紅色熒光蛋白。對于研究人員——包括癌癥和干細胞研究人員來說，這是一個好消息，因為他們使用熒光蛋白來跟蹤基本的細胞過程。荷蘭阿姆斯特丹大學、法國格勒諾布爾大學結(jié)構(gòu)生物學研究所和歐洲同步輻射中心的研究人員，在最新一期的《Nature Methods》雜志上描述了這種方法。

生物學家通常采用一種技巧來了解一個人類細胞是如何分裂、分泌一種激素，或者如何向另一個細胞發(fā)送一個信號。他們在感興趣的蛋白質(zhì)上附加上彩色的光線，以便在顯微鏡下追蹤活體細胞的運動和相互作用。他們使用的光的顏色越多，他們可以同時跟蹤的進程就越多。

在20世紀90年代，科學家們首次使用一種熒光蛋白作為細胞的顏色代碼，這種蛋白質(zhì)是綠色的，起源于一種熒光水母。在隨后的幾年里，通過調(diào)整這種綠色的蛋白，科學家們開發(fā)出藍色、藍綠色和黃色的變體。在21世紀，科學家在珊瑚中發(fā)現(xiàn)了紅色熒光蛋白。然而，直到現(xiàn)在，還沒有人成功地開發(fā)一種通用而明亮的紅色熒光蛋白。

蛋白mScarlet

在這項研究中，分子細胞學教授Dorus Gadella和研究人員Daphne Bindels、Lindsay Haarbosch，成功地制備出了一種非常明亮的紅色熒光蛋白。他們把這種蛋白稱為mScarlet，并期望它能被世界各地的研究小組使用，例如，來更好地了解細胞過程的破壞如何導(dǎo)致癌細胞中發(fā)現(xiàn)的不受控制的細胞分裂。Gadella指出：“正如其他人研究星星和準備未來到火星旅行一樣，我們正在探索，調(diào)節(jié)我們體內(nèi)細胞過程的蛋白質(zhì)‘宇宙’。”

該研究小組通過比較來自珊瑚的一系列紅色熒光蛋白的基因藍圖，研制出了mScarlet。他們搜索持續(xù)發(fā)生在各種遺傳密碼中的序列，因為這些顯然是不可缺少的。該研究小組組裝了這些代碼的基本片段，然后有公司合成了一條完整的DNA鏈。他們把合成的DNA引入到一種細菌中，并將其轉(zhuǎn)化成一種蛋白質(zhì)。

他們利用顯微鏡，評估了通過這種方法所產(chǎn)生的每個蛋白的亮度，然后對DNA代碼進行了更多修改，觀察所做的修改對亮度有何影響。整個過程是一種基于實驗室的進化實驗，這讓Gadella和他的同事們制備出了mScarlet——具有最高亮度的蛋白。

這個亮度將讓細胞顯微鏡運行良好，因為它確保了科學家們所研究的蛋白質(zhì)的可見性。此外，mScarlet是一種理想的照明劑，因為它不影響所標記的蛋白質(zhì)的功能。