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La protéine fluorescente verte (GFP) comme modificateur de longueur d'onde

1990
  • Osamu Shimomura
  • Martin Chalfie
  • Roger Y. Tsien
Expérience de laboratoire avec la protéine fluorescente verte dans la recherche en biochimie.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

Chez certains organismes comme les méduses Victoire en mer, the initial bioluminescent reaction produces blue light. This energy is then transferred to a secondary protein, the Green Fluorescent Protein (GFP), via Förster resonance energy transfer (FRET). GFP absorbs the blue light and re-emits it as green light, effectively shifting the color of the luminescence.

The discovery and application of GFP revolutionized cell biology. Osamu Shimomura first isolated GFP from *Aequorea victoria* in the 1960s while studying the bioluminescent photoprotein aequorin. Aequorin emits blue light upon binding with Ca²⁺ ions. Shimomura noticed the jellyfish glowed green, not blue, leading him to discover the energy transfer to GFP. The key feature of GFP is its chromophore, formed autocatalytically from a Ser-Tyr-Gly sequence within the protein’s primary structure. This chromophore is shielded within a beta-barrel structure, protecting it from the environment and enabling its bright fluorescence.

Martin Chalfie a démontré plus tard que le gène de la GFP pourrait être exprimé dans d'autres organismes (*E. coli* et *C. elegans*), où il fonctionnerait comme un marqueur fluorescent sans avoir besoin de cofacteurs spécifiques à l'espèce.

UNESCO Nomenclature: 2401
- Biochimie

Taper

Molécule biologique

Perturbation

Incrémentiel

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • discovery of bioluminescence in aequorea victoria
  • compréhension de la structure et de la fonction des protéines
  • le développement de ADN recombinant technologie
  • découverte du transfert d'énergie par résonance de Förster (FRET)

Applications

  • gène rapporteur dans biologie moléculaire pour visualiser l'expression des gènes
  • marquage des protéines pour étudier leur localisation et leur mouvement à l'intérieur des cellules
  • Imagerie calcique (avec des variantes comme gcamp)
  • criblage à haut débit dans la découverte de médicaments
  • création d'animaux de compagnie transgéniques lumineux (par exemple, des poissons fluorescents)

Brevets:

  • US5491084A
  • US6146826A

Idées d'innovations potentielles

  • capteurs à base de GFP qui changent de couleur en présence de polluants spécifiques
  • Imagerie du corps entier dans la recherche préclinique utilisant des protéines fluorescentes dans le proche infrarouge
  • tatouages ​​fluorescents capables de surveiller la glycémie ou d'autres métabolites
  • Des virus marqués par la GFP pour suivre la propagation de l'infection en temps réel
  • matériaux artistiques et architecturaux incorporant des protéines fluorescentes
  • Kits pédagogiques permettant aux élèves d'étudier l'expression des gènes à l'aide de bactéries bioluminescentes
  • cellular-level “barcodes” using different fluorescent proteins to track individual cells in a population
  • outils optogénétiques où la GFP est fusionnée à des protéines photosensibles pour contrôler l'activité cellulaire
  • Soie fluorescente produite par des vers à soie transgéniques pour de nouveaux textiles
  • biocapteurs pour la détection d'explosifs ou d'agents de guerre chimique
En rapport avec : GFP, protéine fluorescente verte, aequorea victoria, fluorescence, FRET, gène rapporteur, marquage des protéines, chromophore, Osamu Shimomura, Roger Tsien.

Contexte historique

La protéine fluorescente verte (GFP) comme modificateur de longueur d'onde

1987
1990
1990
1990
1997
2000
1983
1988
1990
1990
1997
2000
2008

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

10e année anniversaire

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