緑色光タンパク質の単一分子の点滅と切替の点滅と切替の振る舞い
R M Dickson1, A B Cubitt, R Y Tsien
1Department of Chemistry and Biochemistry, University of California San Diego, La Jolla 92093-0340, USA.
Nature
|July 24, 1997
まとめ
単一の緑色光タンパク質 (GFP) 分子は,可逆的に点滅し,光状態と暗い状態の間で切り替わります. 単一分子レベルで観察できるこの行動は,分子スイッチや光学データストレージの応用を示唆しています.
科学分野:
- バイオフィジックス 生物物理学
- フォトケミストリーは,写真化学です.
- マテリアルサイエンス 材料科学
背景:
- 単分子光学の研究は,地元の環境動態に関する洞察を提供します.
- 緑色光タンパク質 (GFP) は重要な光生物学的ラベルであり,その変種は in vivo で形成されています.
- GFPの光物理学の理解は,高度な画像と分子デバイスにとって非常に重要です.
研究 の 目的:
- 緑色光タンパク質 (GFP) 変異体の単分子光物理学的行動を調査する.
- ポリマーゲルマトリックスにおけるGFPの点滅とフォトスイッチングの特性を調査する.
- 分子エレクトロニクスとデータストレージにおけるGFPの応用の可能性を評価する.
主な方法:
- 空気性水性ポリマーゲルにおけるGFP変異体の不動化.
- 488nmの光を用いて単一のGFP分子を刺激する.
- 405nm放射線を用いた光放射,点滅,および回復の観測.
主要な成果:
- 個々のGFP分子には,秒単位で反転可能な光が点滅する.
- 分子は,405nmの光で回復可能な持続的な暗い状態に移行しました.
- このフォトスイッチングの行動は,単一分子観測に特異的です.
結論:
- 単分子GFPは,分子フォトニックスイッチに適した,制御可能なオン/オフ状態を示します.
- 潜在的な応用には,時間依存のセルラープロセスの追跡と単分子光学データストレージが含まれます.
- この発見は,GFPの有用性を生物学的ラベリングを超えてナノフォトニクスにまで拡大することを強調しています.
さらに関連する動画
11:51Engineering 'Golden' Fluorescence by Selective Pressure Incorporation of Non-canonical Amino Acids and Protein Analysis by Mass Spectrometry and Fluorescence
Published on: April 27, 2018
10:31Residue-Specific Exchange of Proline by Proline Analogs in Fluorescent Proteins: How "Molecular Surgery" of the Backbone Affects Folding and Stability
Published on: February 3, 2022
関連する概念動画
Reporter Genes
Reporter genes are a type of protein-coding gene that are often tagged to a gene of interest. Once inside a target cell, reporter genes usually produce visually identifiable characteristics like fluorescence and luminescence when expressed along with the gene of interest. Thus, reporter genes “report” the presence or absence of genes of interest in an organism, determine the gene expression pattern, or track the physical location of a DNA segment or protein in the cell.
Commonly used reporter...
Commonly used reporter...
Protein Dynamics in Living Cells
Different fluorescence-based techniques are used to study the protein dynamics in living cells. These techniques include FRAP, FRET, and PET.
Fluorescent recovery after photobleaching (FRAP) is a fluorescent-protein-based detection technique used to quantify protein movement rates within the cell. This method exposes a small portion of the cell to an intense laser beam. The laser beam causes permanent photobleaching of the fluorophore-tagged proteins in the exposed region. As the bleached...
Fluorescent recovery after photobleaching (FRAP) is a fluorescent-protein-based detection technique used to quantify protein movement rates within the cell. This method exposes a small portion of the cell to an intense laser beam. The laser beam causes permanent photobleaching of the fluorophore-tagged proteins in the exposed region. As the bleached...
