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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 merLa réaction bioluminescente initiale produit de la lumière bleue. Cette énergie est ensuite transférée à une protéine secondaire, la protéine fluorescente verte (GFP), par transfert d'énergie par résonance de Förster (FRET). La GFP absorbe la lumière bleue et la réémet sous forme de lumière verte, modifiant ainsi la couleur de la luminescence.

La découverte et l'application de la GFP ont révolutionné la biologie cellulaire. Osamu Shimomura a isolé pour la première fois la GFP chez *Aequorea victoria* dans les années 1960, alors qu'il étudiait l'aequorine, une photoprotéine bioluminescente. L'aequorine émet une lumière bleue lorsqu'elle se lie aux ions Ca²⁺. Shimomura a remarqué que la méduse brillait en vert et non en bleu, ce qui l'a amené à découvrir le transfert d'énergie vers la GFP. La caractéristique principale de la GFP est son chromophore, formé de manière autocatalytique à partir d'une séquence Ser-Tyr-Gly dans la structure primaire de la protéine. Ce chromophore est protégé par une structure en barreau bêta, qui le protège de l'environnement et lui permet d'émettre une fluorescence brillante.

Martin Chalfie later demonstrated that the gene for GFP could be expressed in other organisms (*E. coli* and *C. elegans*), where it would function as a fluorescent marker without needing any species-specific cofactors. Roger Tsien’s work was crucial in understanding the mechanism of chromophore formation and in engineering a vast palette of GFP variants (BFPs, CFPs, YFPs, RFPs) with different colors, improved brightness, and photostability. This toolkit allows researchers to track multiple proteins or processes simultaneously within a single living cell, a technique known as multicolor imaging. The 2008 Nobel Prize in Chemistry was awarded to Shimomura, Chalfie, and Tsien for this work.

UNESCO Nomenclature: 2401
- Biochimie

Taper

Molécule biologique

Perturbation

Incrémentiel

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • découverte de la bioluminescence chez Aequorea victoria
  • compréhension de la structure et de la fonction des protéines
  • développement de la technologie de l'ADN recombinant
  • découverte du transfert d'énergie par résonance de Förster (FRET)

Applications

  • Gène rapporteur en 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

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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)

Inventions, innovations et principes techniques connexes

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