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轻松捕捉细胞”行踪”的光转化蛋白KikGR介绍及相关动物模型

2025-10-23     来源:本站     点击次数:32

在生物科学的探索之旅中,荧光蛋白以其独特的光学特性,为我们打开了一扇观察生命奥秘的窗口。近年来,随着科技的不断进步,新型荧光蛋白如雨后春笋般涌现,其中光转化荧光蛋白更是凭借其独特的性能,引领了生物成像技术的新浪潮。今天,我们将聚焦其中的明星——KikGR,看它如何将细胞的生命动态,演绎为一幅绚丽的色彩谱系。

什么是KikGR?
光转化

荧光蛋白
KikGR(Kikume Green-Red )是一种光转化荧光蛋白,最初从石珊瑚中克隆而来,具备独特的绿色→红色不可逆光转化特性。通过对感兴趣地区域(ROI)进行近紫外光(350 ~ 410 nm)照射,可精准将绿色荧光标记区域不可逆地转换为红色,实现细胞迁移、细胞命运追踪等研究的时空标记。
简单来说,KikGR就像一个“变色龙”:
照射前:绿色荧光。

特定光照后:被照区域由绿变红,且颜色不可逆。

KikGR蛋白优势
光转化
荧光蛋白
除KikGR外,一种在Trachyphyllia geoffroyi 中发现的天然荧光蛋白Kaede,在照射紫外光时,其发射波长也会从绿色不可逆地变为红色。虽然Kaede具有与KikGR相似的光转化机制,但KikGR光转化更为高效。

研究表明,KikGR的光转化速度比 Kaede 快大约三倍,并且绿色和红色荧光的亮度提高了几倍。此外,KikGR的绿色与红色发射峰分离得更开,这种更显著的红绿分离极大降低了检测串扰,使光转化细胞的识别更为精准、高效[1]
 

图1. 用紫光(400 nm)对表达Kaede或KikGR的HeLa细胞进行光转化。分别在475 nm和550 nm激发下测量绿色和红色荧光强度,并随时间绘制[1]


图2. 瞬时转染的 COS7 细胞中 Kaede和 KikGR的光转化[2]

KikGR蛋白不仅光转化效率高,而且定位精准。KikGR 可使用红外超短脉冲激光通过双光子激发进行光转化,实现在密集或三维堆积的细胞中标记特定的单个细胞[1]


图3. 在经钛宝石超短脉冲激光(760 nm, 80 MHz)处理后,KikGR光转化现象仅被限制在单个细胞内[1]

南模相关动物模型
KikGR
工具鼠
KikGR转基因小鼠凭借其独特的绿色到红色不可逆光转化能力,目前已在多个前沿研究领域取得突破性进展,包括发育生物学、免疫学、神经科学和肿瘤学等领域,为科学家洞悉细胞生命历程、精细描绘疾病机制提供了前所未有的动态视野。

作为一家专注于模式生物领域的公司,南模生物构建了全身表达和条件表达KikGR基因鼠,为科研工作者解锁细胞世界的深层奥秘提供强大工具支持。详细模型信息见下表:


注:具体信息可前往南模生物官网查看

除上述KikGR工具鼠外,南模生物还自主研发了多种荧光蛋白工具鼠,即在目的基因的特定位置引入报告基因(包括荧光蛋白,如EGFP、mYFP等)或标记基因的小鼠模型(部分小鼠模型见下表),与特定重组酶工具鼠杂交,可以实现在特定细胞类群标记出所需荧光,帮助蛋白标记、谱系示踪等实验顺利进行。

表. 部分部分荧光蛋白工具鼠

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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.

关于我们
上海南方模式生物科技股份有限公司(Shanghai Model Organisms Center, Inc.,简称"南模生物"),成立于2000年9月,是一家上交所科创板上市高科技生物公司(股票代码:688265),始终以编辑基因、解码生命为己任,专注于模式生物领域,打造了以基因修饰动物模型研发为核心,涵盖多物种模型构建、饲养繁育、表型分析、药物临床前评价等多个技术平台,致力于为全球高校、科研院所、制药企业等客户提供全方位、一体化的基因修饰动物模型产品解决方案。

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