Deshalb leuchtende Quallen Proteine Medizin revolutioniert haben

In seinem neuen Buch Aufschlussreiche Krankheit, erklärt Chemiker Marc Zimmer wie fluoreszierende Proteine Wissenschaft geändert haben. Aus leuchtende Quallen sind diese Proteine nun eines der wichtigsten Werkzeuge in der Medizin, in alles von Brain Mapping zur Erforschung von Krankheiten. Und ja, das ist ein GVO glühende Huhn.

Marc Zimmer erklärt das Buch wie folgt:

So wie die Erfindung des Lichtmikroskops Fenster in die Welt zu klein, um mit dem bloßen Auge gesehen werden geöffnet, wurden fluoreszierende Proteine zur Leuchten Proteine auf neue und wunderbare Weise, ermöglicht es uns, bisher unbekannte Facetten der Krankheit zu beobachten.

Fluoreszierende Proteine verändern die Welt. Dies ist keine Überraschung für Menschen, die in der Medizin und den Biowissenschaften. Und doch ist es äußerst selten über fluoreszierende Proteine in der Boulevardpresse lesen.

Leuchtende Krankheit beschreibt die Geschichte des gentechnisch veränderten fluoreszierende Parasiten und Viren da sie uns mit neuen Informationen über die Verbreitung von Krankheiten wie AIDS, Malaria und Dengue-Fieber. Es beschreibt wie genetisch modifizierte Mücken mit glühenden Gonaden können die Ausbreitung von Malaria einzudämmen, und wie ein Protein für Stuhlgang, sabbern und Sex in Spulwürmern hilft uns Herzerkrankungen zu verstehen.

Erhellende Krankheit verwendet Biolumineszenz Proteine als Faden zusammenbinden eine Erzählung über die wissenschaftlichen Anstrengungen, um die gefährlichsten Krankheiten der Welt zu erobern.

Im folgenden haben wir eine Galerie von Bildern aus dem Buch, mit Beschriftungen von Zimmer zur Verfügung gestellt, so dass Sie verstehen können, sehen Sie im Diesseits fluoreszierende.

Die Kristall-Qualle Aequorea Victoria, (oben) hat etwa 300 Photoorgans (unten) am unteren Rand der Qualle Regenschirm.

Sie können grünes Licht ausstrahlen und sind die ursprüngliche Quelle des Gens grün fluoreszierendes Protein (GFP), die pro Jahr mehr als 1 Million Versuchszwecke verwendet wird. (Fotos Höflichkeit Steven Haddock)

Am Ende jedes Gen ist ein Stopcodon, die Protein-Produktion endet. Legen Sie das GFP-gen am Ende eines Gens von Interesse, direkt vor dem Stopp-Codon. Statt zu beenden, wenn das Protein hergestellt wird, trägt jetzt die Zelle auf die GFP. Infolgedessen produziert die Zelle ein Protein mit einer GFP attached to it.. Das Protein ist jetzt fluoreszierende und mithilfe einer Fluoreszenz Mikroskop eine kann sehen, wo und wann das Protein hergestellt wird.

Oben sind, dass GFP gentechnisch verpackt in einer Speicheldrüse der Mücke Malaria-Parasiten. Wenn die Mücke seines Opfers, die die grüne Parasiten durch den Rüssel bewegen sticht, Blutkreislauf des Gastgebers und beginnen das Rennen für die Leber. Auch wenn die Speicheldrüsen der Moskitos enthalten sind mehr als 20 tausend Parasiten und sie massiv sabbern, nicht mehr als eintausend nicht mehr als 1.000 Parasiten gleichzeitig ausgeworfen werden. (Bild mit freundlicher Genehmigung Miguel Prudêncio)

Aedes Aegypti Moskitos übertragen Dengue-Fieber. Eine kleine Biotech-Unternehmen Oxitec, wurde diese Mücken genetisch geändert, so dass sie nachkommen zu erzeugen, die nicht über das Larvenstadium Fortschritt zu tun. Die genmanipulierten Moskitos enthalten auch fluoreszierende Proteine, so dass sie von den wilden Mücken im Feld unterscheiden können. Die selbstzerstörende Mücken haben erfolgreich die Ausbreitung von Dengue-Fieber in Teilen Brasiliens gebremst. (Mit freundlicher Genehmigung Derric Nimmo/Oxitec Ltd)

Das Huhn auf der rechten Seite wurde mit GFP zur Unterscheidung von normalen Hühnern genetisch modifiziert. Es hat auch eine RNA-Köder-Sequenz, die verhindert, dass die Übertragung des aviären Influenza-A-Virus. (Bildnachweis Norrie Russell)

Ein ganzes Spektrum von Farben kann durch Mischen von rot, grün und blau fluoreszierende Proteine nach dem Zufallsprinzip generiert werden. Hier haben einzelne Neuronen in der Großhirnrinde Maus verschiedene Farben. Die Technik heißt Brainbow. (Konfokale Bild von Tamily Weissman. Mouse von Jean Livet und Ryan Entwurf.)

Konfokale Fluoreszenz-Mikroskop-Bilder des Herzens Makaken, die einen Herzinfarkt unterzogen und mit 1 Milliarde menschliche Stammzellen mit dem Ausdruck grünen fluoreszierenden Proteins injiziert wurde. Die menschliche Stammzellen haben differenziert und werden grün fluoreszierenden Herzmuskelzellen, die in der Affe Herz eingeflossen sind. Das Arbeitsgebiet innerhalb der gepunkteten Linie war von der Herzinfarkt unmittelbar betroffen.

Zwei männliche Mückenlarven. Ihr Geschlecht wird durch die Anwesenheit von ein paar grüne fluoreszierende Hoden leicht bestimmt. Weibliche Mücken haben Sex nur einmal in ihrem Leben. Wenn das erste und einzige Mal sie paaren sich mit einer anderen Mücke zufällig mit einem sterilen Männchen, dann, dass Weibchen würden keine Nachkommen produzieren. Diese Idee Schädling-Bevölkerungen, in denen das Weibchen Sex eine sehr begrenzte Anzahl von Zeiten hat, zu steuern – ein Ansatz als die sterile Insekt Technik – ist seit Mitte der 1950er Jahre in Gebrauch. Jedes Jahr werden Hunderte von Millionen von sterilisierten männlichen Screwworms und mediterranen Fruchtfliegen erscheinen. Die Männchen können mehr als einmal Geschlechtsverkehr haben und verbringen ihr Leben auf der Suche nach Weibchen zur Verfügung. Wenn genügend sterilen Männchen immer wieder freigegeben sind, können sie die lokale Bevölkerung von der Pest zusammenbrechen. Um diese Technik zu kontrollieren hat Malaria Moskitos ein tragen in der Lage sein zu sagen, der Unterschied zwischen männlichen und weiblichen Mückenlarven, damit die glühenden Keimdrüsen.

Eine gentechnisch veränderte C. Elegans Wurm mit seinen Rhythmus Proteine von GFP beleuchtet. Das Protein wird in der Fadenwurm Rachen, Darm und Fortpflanzungsorgane ausgedrückt. Wenn das Protein um den Darm herausgetrennten ist der Wurm wird Verstopfung und wächst nur auf einen Bruchteil ihrer normalen Größe (siehe kleine Wurm links). Würmer ohne Rhythmus Protein in ihrer Kehle nicht schlucken regelmäßig und in ihre eigene Spucke zu ertränken. Wenn das Timer-gen im Bereich reproduktive ausgeschaltet ist das Sexualleben des Wurms wird chaotisch. Der Wurm verliert seinen Rhythmus und die Eiern erreichen die Spermien sind zu jung oder zu alt, um durch die Spermien befruchtet werden und die Würmer haben praktisch keine Nachkommen. (Höflichkeit Ken Norman, University of Utah)