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照亮生命科學的地球微光(四)
Aequorea victoria水母
Aequorea victoria水母

文/鄭明倫、圖/Wikimedia Commons (WC)、Flickr Creative Commons (Flickr CC)、Yiu Vor

自然界中同時具有生物發光與生物螢光能力的多半為海生動物,兩者的生理作用機制通常具有交互作用,生物發光所產生的光會被生物螢光所吸收,最常發出螢光蛋白的光色。在陸生生物中,僅知某些馬陸和螢火蟲有此現象。廣義生物發光在生命科學上有許多不同的運用,例如生物(化學)發光目前運用最廣的工具乃是螢火蟲的發光酶(luciferase)。發光酶-發光素化學發光過程中需要生物能量現金ATP參與,而ATP只能在生物存在才能合成,因此可以利用此特性檢測環境中是否遭微生物汙染與微生物的相對含量。在生命科學或生物醫學上的運用則是將其當作研究基因轉譯過程中的報告基因,即時了解基因的表現時機與部位。至於生物螢光,最常被利用的有從水母發現的綠色螢光蛋白與從珊瑚發現的紅色螢光蛋白。科學家已經充分了解螢光蛋白中的螢光團結構,因此以基因工程將其改造出各種變形,能發出不同光色的螢光,因此運用性更為擴大。由於生物螢光只要照射UV光或是利用螢光的光致發光特性,便能觀察到螢光的產生,因此比起生物化學發光的運用限制更少、更便利,例如用以標記不同的細胞、組織,或是某個基因/蛋白質的表現時間、位置與移動等,或是不同蛋白質間是否有交互作用或會融合、連接的路徑等等。三位前後破解螢光蛋白之謎與開啟運用之路的學者也共同獲得2008年的諾貝爾化學獎。此一發展過程也使得生物發光與生物螢光在生命科學的研究上更上層樓,成為照亮生命科學的發光利器。

關鍵詞:發光酶、螢光蛋白、機制、運用、微生物、報告基因、生命科學

(館訊第361期).....................................詳全文

 

 
 
 
 
 
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