螢光蛋白的應(yīng)用對于生命科學(xué)的影響,猶如早年顯微鏡的發(fā)明對于生物學(xué)的影響。 17 世紀(jì)荷蘭科學(xué)家李文霍克發(fā)明顯微鏡,使得人類可以看到細(xì)胞,從而了解細(xì)胞扮演的角色。而20世紀(jì)末,螢光蛋白的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用, 使得、生命科學(xué)研究學(xué)者得以由分子層次的觀點,研究細(xì)胞的代謝、恒定、反應(yīng)、生長、繁殖等現(xiàn)象。
細(xì)胞的遺傳分子—去氧核糖核酸(DNA)是所有生命現(xiàn)象的起點。DNA 扮演硬碟般的功能,能儲存各種生命現(xiàn)象運作所需要的程式。一個基因相當(dāng)于一個程式, 平時按特定的方式編排、儲存在DNA 分子內(nèi)。當(dāng)有需要時,細(xì)胞就會把基因的開關(guān)—啟動子(promoter)打開,使基因開始表現(xiàn),透過轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)譯作用形成蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)扮演十分多樣的角色,有些能形成支架,維持細(xì)胞的結(jié)構(gòu);有些具有酵素功能,能夠催化反應(yīng)的進行來提供能量,以及合成各種細(xì)胞零組件—糖類、脂肪及核酸所需要的材料。有些蛋白質(zhì)則是信息傳遞因子,能夠維持細(xì)胞內(nèi)的秩序。
細(xì)胞之所以能夠正常地分化,以及維持正常的分裂速率,都和這些信息傳遞蛋白有關(guān)。細(xì)胞之所以癌化,能快速移轉(zhuǎn),同時無限制地增殖, 很多都和這些蛋白質(zhì)信息傳遞因子的異常有關(guān)。由此可知,蛋白質(zhì)對于細(xì)胞功能的維持十分重要。
如果能夠了解細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)是在什么情況下開始生產(chǎn)、產(chǎn)量多少、在什么地方生產(chǎn)、制造后被送到什么地方, 以及壽命多長,就可以了解細(xì)胞運作的模式,以及當(dāng)它失控時,如何能造成癌癥、老年癡呆癥、糖尿病等疾病,而有助于新藥的開發(fā)。 這也是為什么很多人認(rèn)為綠色螢光蛋白(green fluorescent pro-tein, GFP)的研究成果,值得獲得諾貝爾醫(yī)學(xué)獎的原因。 |