免疫系统促进一种新荧光蛋白的进化

　　 

生物通报道：人类免疫系统以高效的方式迅速产生各种各样大量的抗体。现在，研究人员将这个机器劫持并用于促进一种新类型的荧光蛋白的改进。

体细胞过度突变（生物通注：SHM,somatic hypermutation）通常只发生在免疫球蛋白基因上，这种基因能够产生各种各样用于攻击微生物和其他免疫系统未曾遇到过的外源物质的抗体。新研究表明SHM能够用于研究并且为获得基因大量的、快速的突变以制造出具有有用的新特征的蛋白质开辟了道路，这些新蛋白质可能成为研究工具或治疗疾病的药物。由Roger Y.Tsien领导的研究组将这些成果公布在2004年12月的Proceedings of the National Academy of Sciences上。

传统的引发突变的方法是用生物化学方法导致试管中的基因突变，然后将这个基因插入有机体中来确定它产生的蛋白。另一种方法是用X射线或能引发突变化合物处理细胞。而SHM的突变率是基因组其它突变的一百万倍。先前的研究表明B细胞中的SHM能够被诱导修复非抗体基因中的一个单个突变。

为了知道SHM是否能够引发广泛的突变，研究人员将一种红荧光蛋白基因插入到人类B细胞癌变株（Ramos）中，这种细胞通过SHM来突变免疫球蛋白基因。这种荧光蛋白基因装有一个开关，这个开关能够被强力霉素活化，因此研究人员能够控制它在细胞中的活动。由于SHM只影响活跃基因，因此这项技术使研究人员能够控制被引入基因的突变率。

研究人员的目的是诱导SHM来促进形成新版本的、在实验室中更有用的红荧光蛋白。他们希望创造出一种在较长波长下发荧光的分子并能用于完整哺乳动物研究。最终，研究人员找到了一种叫做mPlum的突变，这种突变蛋白所发的光略微带紫色，而且这种改进的蛋白还对光漂泊的抗性更强。

这种利用细胞本身的突变机器的方法不但高效而且能够使研究人员根据对蛋白结构的知识设计出在较长波长下发荧光的蛋白。