輕松捕捉細胞”行蹤”的光轉化蛋白KikGR介紹及相關動物模型
在生物科學的探索之旅中，熒光蛋白以其獨特的光學特性，為我們打開了一扇觀察生命奧秘的窗口。近年來，隨著科技的不斷進步，新型熒光蛋白如雨后春筍般涌現，其中光轉化熒光蛋白更是憑借其獨特的性能，引領了生物成像技術的新浪潮。今天，我們將聚焦其中的明星——KikGR，看它如何將細胞的生命動態(tài)，演繹為一幅絢麗的色彩譜系。
1 什么是KikGR？
光轉化
熒光蛋白
KikGR（Kikume Green-Red ）是一種光轉化熒光蛋白，最初從石珊瑚中克隆而來，具備獨特的綠色→紅色不可逆光轉化特性。通過對感興趣地區(qū)域（ROI）進行近紫外光（350 ~ 410 nm）照射，可精準將綠色熒光標記區(qū)域不可逆地轉換為紅色，實現細胞遷移、細胞命運追蹤等研究的時空標記。
簡單來說，KikGR就像一個“變色龍”：
照射前：綠色熒光。
特定光照后：被照區(qū)域由綠變紅，且顏色不可逆。
2 KikGR蛋白優(yōu)勢
光轉化
熒光蛋白
除KikGR外，一種在Trachyphyllia geoffroyi 中發(fā)現的天然熒光蛋白Kaede，在照射紫外光時，其發(fā)射波長也會從綠色不可逆地變?yōu)榧t色。雖然Kaede具有與KikGR相似的光轉化機制，但KikGR光轉化更為高效。
研究表明，KikGR的光轉化速度比 Kaede 快大約三倍，并且綠色和紅色熒光的亮度提高了幾倍。此外，KikGR的綠色與紅色發(fā)射峰分離得更開，這種更顯著的紅綠分離極大降低了檢測串擾，使光轉化細胞的識別更為精準、高效[1]。
圖1. 用紫光（400 nm）對表達Kaede或KikGR的HeLa細胞進行光轉化。分別在475 nm和550 nm激發(fā)下測量綠色和紅色熒光強度，并隨時間繪制[1]。
圖2. 瞬時轉染的 COS7 細胞中 Kaede和 KikGR的光轉化[2]。
圖3. 在經鈦寶石超短脈沖激光（760 nm, 80 MHz）處理后，KikGR光轉化現象僅被限制在單個細胞內[1]。
KikGR
工具鼠
KikGR轉基因小鼠憑借其獨特的綠色到紅色不可逆光轉化能力，目前已在多個前沿研究領域取得突破性進展，包括發(fā)育生物學、免疫學、神經科學和腫瘤學等領域，為科學家洞悉細胞生命歷程、精細描繪疾病機制提供了前所未有的動態(tài)視野。
作為一家專注于模式生物領域的公司，南模生物構建了全身表達和條件表達KikGR基因鼠，為科研工作者解鎖細胞世界的深層奧秘提供強大工具支持。詳細模型信息見下表：
注：具體信息可前往南模生物官網查看
除上述KikGR工具鼠外，南模生物還自主研發(fā)了多種熒光蛋白工具鼠，即在目的基因的特定位置引入報告基因（包括熒光蛋白，如EGFP、mYFP等）或標記基因的小鼠模型（部分小鼠模型見下表），與特定重組酶工具鼠雜交，可以實現在特定細胞類群標記出所需熒光，幫助蛋白標記、譜系示蹤等實驗順利進行。
表. 部分部分熒光蛋白工具鼠
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Reference：
[1] Tsutsui H, Karasawa S, Shimizu H, Nukina N, Miyawaki A. Semi-rational engineering of a coral fluorescent protein into an efficient highlighter. EMBO Rep. 2005 Mar;6(3):233-8. doi: 10.1038/sj.embor.7400361. PMID: 15731765; PMCID: PMC1299271.
[2] Nowotschin S, Hadjantonakis AK. Use of KikGR a photoconvertible green-to-red fluorescent protein for cell labeling and lineage analysis in ES cells and mouse embryos. BMC Dev Biol. 2009 Sep 9;9:49. doi: 10.1186/1471-213X-9-49. PMID: 19740427; PMCID: PMC2872819.
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上海南方模式生物科技股份有限公司（Shanghai Model Organisms Center, Inc.，簡稱"南模生物"），成立于2000年9月，是一家上交所科創(chuàng)板上市高科技生物公司（股票代碼：688265），始終以編輯基因、解碼生命為己任，專注于模式生物領域，打造了以基因修飾動物模型研發(fā)為核心，涵蓋多物種模型構建、飼養(yǎng)繁育、表型分析、藥物臨床前評價等多個技術平臺，致力于為全球高校、科研院所、制藥企業(yè)等客戶提供全方位、一體化的基因修飾動物模型產品解決方案。
