光转化荧光蛋白KikGR源自石珊瑚，具备绿色→红色不可逆光转化特性，可通过近紫外光照射精准标记目标细胞，实现活体内细胞迁移和谱系追踪的时空标记。相比同类蛋白Kaede，KikGR光转化速度快约三倍，荧光亮度更高，红绿光谱分离更开，检测串扰更低。KikGR还支持双光子激发，可在密集细胞群中实现单细胞级精准标记。南模生物基于KikGR构建了全身表达和条件表达两类转基因小鼠模型，为发育生物学、免疫学、神经科学和肿瘤学等领域的细胞动态研究提供工具小鼠支持。此外，南模生物还开发了多种荧光蛋白报告基因工具鼠，满足不同谱系追踪需求。

1 什么是KikGR？
KikGR（Kikume Green-Red）是一种从石珊瑚中克隆而来的光转化荧光蛋白，具备独特的绿色→红色不可逆光转化特性。

其工作原理并不复杂：通过对感兴趣区域（ROI）施加近紫外光（350～410 nm）照射，即可将绿色荧光标记区域不可逆地转换为红色，从而实现细胞迁移、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：发出绿色荧光。
· 特定光照后：被照区域由绿变红，且颜色变化不可逆。

将KikGR编码序列导入小鼠基因组，即可构建KikGR转基因小鼠，使研究者能够在活体水平对特定细胞群进行光转化标记与追踪。

2 KikGR蛋白优势
除KikGR外，一种在Trachyphyllia geoffroyi中发现的天然荧光蛋白Kaede，在紫外光照射下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光转化效率更高。

研究表明，KikGR相比Kaede有以下关键优势[1]：
· 光转化速度快：KikGR的光转化速度约为Kaede的三倍。
· 荧光亮度高：绿色和红色荧光的亮度均提高了数倍。
· 光谱分离好：KikGR的绿色与红色发射峰分离更开，检测串扰更低，光转化细胞的识别更为精准。

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]。

双光子激发：单细胞级精准标记
KikGR不仅光转化效率高，定位精度同样出色。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]。这一特性使KikGR转基因小鼠在活体成像中具有独特优势——可以在不影响周围细胞的前提下，对单个目标细胞进行光转化标记。

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]。

图4. KikGR模型信息表

注：具体信息可至南模生物官网查看。
其中，全身表达型KikGR转基因小鼠适用于整体水平的细胞迁移追踪研究；条件表达型则可配合Cre重组酶工具小鼠，实现特定组织或细胞类型中KikGR的靶向表达，满足更精细的谱系追踪需求。

4 更多荧光蛋白工具鼠
除上述KikGR工具小鼠外，南模生物还自主研发了多种荧光蛋白报告基因工具鼠——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。这类报告基因工具鼠与特定重组酶工具鼠杂交后，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。

部分荧光蛋白报告基因工具鼠见下表：

图5. 荧光蛋白工具鼠表

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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参考文献：
[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.