免疫细胞变异迅速,但研究者已能用它产生新的蛋白质。在这一进展的基础上继续研究,就能得到新的标识物,用来追踪活动物体内的蛋白质。
很久以来,分子生物学家一直用荧光蛋白质追踪细胞内的蛋白质。但是由于体内组织会吸收荧光物质发出的可见光,这一方法并不适用于所有的动物体内分子。
美国加州大学圣迭哥分校的生物化学家Roger Tsien和同事一起,希望通过蛋白质进化处理,得到能发出红外线的蛋白质,改进现在的标识方法。由于最初采用的标准基因工程手段既麻烦又缓慢,他们转而求助于一种生产抗体的“B细胞”。该细胞能产生无数的抗体蛋白,控制生物体内感染。它变异某些基因的速度,比其它细胞快100万倍。
Tsien研究小组将红色荧光蛋白(RFP)链接到一种DNA系列上,然后该DNA转染到以百万计的B细胞中,再把这些B细胞暴露在一种名叫强力霉素的抗生素中。由于该DNA受强力霉素刺激会产生RFP,暴露在强力霉素中的B细胞同样释放出RFP;同时,受强力霉素所产生的抗体的刺激,B细胞还会使这些RFP发生基因突变。
研究者随后用绿光刺激这些B细胞,使其中一些细胞变得在红外线照射下发出荧光,然后将它们挑选出来加以培植。进行提纯后又放入强力霉素中,开始新一轮的进化处理。使用这种方法,每一轮的处理都只需几天时间,而用标准方法却需一个月左右。研究小组在最近一期《美国科学院院刊》上报告,经过这样23轮处理之后,能激发该蛋白质发光的光线,波长变为610纳米~650纳米,可说已经在“去往红外线的半路上”了。
哈佛大学的蛋白质进化专家David Liu说:“这是一项非常了不起的工作。”这项新技术的应用范围并不限于荧光蛋白质。Tsien说,只要能有办法显示想要观察的生命过程,这种新的标识方法就几乎能用于任何蛋白质。这一研究使绿光进入蛋白质进化的催化剂行列,方便分子生物学家更好地研究各种蛋白质的功能。