动图欣赏:点亮“脑子里的萤火”

作者: 窗敲雨

来源: http://science.sciencemag.org/content/359/6378/935 http://www.sciencemag.org/news/2018/02/these-glowing-cells-can-be-seen-deep-within-animals-bodies

发布日期: 2018-03-12

科学家们利用改良的生物发光系统,成功在实验室中点亮了“脑子里的萤火”,这种发光系统穿透性强,可以用来标记和监测实验动物体内深处的细胞,具有潜在的医学和研究应用价值。

萤火虫星星点点的光是自然界一道美丽的风景,而在实验室里,科学家们也利用类似的方法点亮了“脑子里的萤火”:这是一只狨猴,我们所看到的是它脑部的一些神经元所发出的“萤火”,这种发光利用了与萤火虫类似的原理。它远没有萤火虫那样漂亮,但对研究者而言却很有价值:这种发光穿透力很强,从体表就能够检测到深埋在动物组织中的光。

萤火虫的光源自一套生物发光系统,在萤光素酶的催化之下,萤光素被氧化并产生化学发光。而研究者们对这套发光系统进行了改良,他们使用了一种萤光素的类似物,它发出的不再是萤火虫黄绿色的光,而是峰值在近红外波段,这个波段的光更容易穿透生物组织。而为了让萤光素酶更好地与这种类似物配合,他们又利用细菌逐代筛选,选出了最适合催化它反应的萤光素酶突变版本。

这套新的发光系统穿透性好,而且光也足够强。它可以用来标记细胞,即使这些细胞位于实验动物体内较深的地方时,依然可以从体表对这些细胞进行监测,甚至单个细胞都可以检测到。研究者们把表达这种发光酶的细胞注入老鼠体内,还将相应的基因植入了狨猴脑部的一些神经元,结果这两种情况研究者们都成功地从体表检测到了细胞发出的光。在过了一年之后,依然可以检测到狨猴脑部发光的神经元。两只“发光”的老鼠。

这种新的标记方法或许会在医学和研究中找到更多应用,例如监测肿瘤的生长。

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