
幕后文章是与国家科学基金会合作提供给生活方面的。
忘记夜空中的闪烁的星星。真正发光的美女在海面的表面下方数百英尺:居住在世界大海的珊瑚礁的微小生物荧光和生物发光的生物。
在雨林之后,珊瑚礁是地球上第二多种生态系统,其中许多未被发现的物种不仅美丽,而且对现代生物学和医学研究也有用。
那么生物荧光和生物发光之间有什么区别?生物荧光的生物是从外部来源吸收光线以发光的生物,而生物发光生物的光源是内部的,是由生物体内部发生的一系列化学反应引起的,从而向外发光。
发光的绿色
由于蛋白质称为绿色荧光蛋白或GFP,出现生物发光的光。实际上,在2008年,诺贝尔化学奖去了一群研究人员,他们发现并开发了来自生物发光水母的GFP的用途,Aequorea胜利。这Acropora在随附的图像中表达GFP,因此,当暴露于蓝光时,绿色光芒。
GFP作为标记是无价的。当研究人员使用荧光显微镜时,用蛋白质标记的细胞或分子会发光。该技术允许科学家跟踪通常是看不见的生物学过程,例如癌细胞的扩散,病毒进入细胞或患有阿尔茨海默氏病的患者大脑中神经细胞损伤背后的机制。
通过更好地了解这些过程,科学家可以针对特定领域,从而发现治疗方法。当用于可视化活细胞时,GFP的毒性也比其他小荧光分子要小得多。 GFP的发现彻底改变了细胞生物成像的领域。
和国家科学基金会的支持,纽约市大学,巴鲁克学院的戴维·格鲁伯(David Gruber)和他的合作者在许多珊瑚和其他海洋生物中找到了GFP。他们还发现了其中一个最明亮的荧光蛋白,以及分子分散的分子区域。格鲁伯(Gruber)和他的团队目前正在研究蛋白质在鱼类中的存在。一个与纽约美国自然历史博物馆的鱼类学策展人约翰·斯帕克斯(John Sparks)合作的项目。
寻找蛋白质
为了进行研究,Gruber和他的合作者潜水在海面以上超过300英尺(100米)的水平,比大多数Scuba潜水员多近200英尺(60米),尽管光线较低,但使用创新的高分辨率技术来捕捉行动中深海生物的作用。在澳大利亚大堡礁和开曼群岛等热带地点潜水,一旦被淹没,球队只有20至30分钟的时间来收集尽可能多的样品,有时甚至在鲨鱼面前。
到目前为止,研究人员已经收集了大约一百个珊瑚和海葵标本,这些标本已在博物馆中存储。该团队目前正在从这些标本中克隆新的荧光蛋白,以调查它们是否是生物成像中有用的标记。
Gruber和他的同事们还正在开发一辆远程手术的车辆,以促进深珊瑚礁探索(深度超过100英尺(30米),并记录了珊瑚和海绵种群的生物多样性。
通过NSF的连接研究人员和公众观众赠款非正式科学教育计划,格鲁伯的研究将在2012年3月31日开幕的AMNH的“ Light of Light of Light of Light of Light:Nature的生物发光”展览中进行。
要了解更多信息,请看美国自然历史博物馆科学公告,格鲁伯(Gruber)定期向访客进行研究。 “黑暗中的阿格洛:生物荧光的革命科学,”(哈佛大学出版社,2007年),由格鲁伯与耶鲁大学神经科学家Vincent Pieribone合着的书,也将很快通过加拿大国家电影委员会成为IMAX电影。
编者注:幕后描绘的研究人员已得到文章的支持国家科学基金会,联邦机构负责在科学和工程领域的所有领域资助基础研究和教育。本材料中表达的任何观点,发现和结论或建议都是作者的意见,不一定反映了国家科学基金会的观点。看到幕后档案。