人類免疫系統(tǒng)以高效的方式迅速產生各種各樣大量的抗體?,F(xiàn)在,,研究人員將這個機器劫持并用于促進一種新類型的熒光蛋白的改進。
體細胞過度突變(生物谷注:SHM,somatic hypermutation)通常只發(fā)生在免疫球蛋白基因上,,這種基因能夠產生各種各樣用于攻擊微生物和其他免疫系統(tǒng)未曾遇到過的外源物質的抗體。新研究表明SHM能夠用于研究并且為獲得基因大量的,、快速的突變以制造出具有有用的新特征的蛋白質開辟了道路,,這些新蛋白質可能成為研究工具或治療疾病的藥物。由Roger Y.Tsien領導的研究組將這些成果公布在2004年12月的Proceedings of the National Academy of Sciences上,。
傳統(tǒng)的引發(fā)突變的方法是用生物化學方法導致試管中的基因突變,,然后將這個基因插入有機體中來確定它產生的蛋白。另一種方法是用X射線或能引發(fā)突變化合物處理細胞,。而SHM的突變率是基因組其它突變的一百萬倍,。先前的研究表明B細胞中的SHM能夠被誘導修復非抗體基因中的一個單個突變。
為了知道SHM是否能夠引發(fā)廣泛的突變,,研究人員將一種紅熒光蛋白基因插入到人類B細胞癌變株(Ramos)中,,這種細胞通過SHM來突變免疫球蛋白基因。這種熒光蛋白基因裝有一個開關,,這個開關能夠被強力霉素活化,,因此研究人員能夠控制它在細胞中的活動。由于SHM只影響活躍基因,,因此這項技術使研究人員能夠控制被引入基因的突變率,。
研究人員的目的是誘導SHM來促進形成新版本的、在實驗室中更有用的紅熒光蛋白,。他們希望創(chuàng)造出一種在較長波長下發(fā)熒光的分子并能用于完整哺乳動物研究,。最終,研究人員找到了一種叫做mPlum的突變,,這種突變蛋白所發(fā)的光略微帶紫色,,而且這種改進的蛋白還對光漂泊的抗性更強。
這種利用細胞本身的突變機器的方法不但高效而且能夠使研究人員根據對蛋白結構的知識設計出在較長波長下發(fā)熒光的蛋白,。