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報道基因

鎖定
報道基因(reporter gene)是一種編碼可被檢測的蛋白質或酶的基因,從而在其表達後,使細胞表現出特定的可檢測性狀。
中文名
報道基因
外文名
reporter gene
定    義
是一種編碼可被檢測的蛋白質或酶的基因,從而在其表達後,使細胞表現出特定的可檢測性狀
此類基因所表達的蛋白活性已被確認,常被應用於轉基因技術當中,如常用的編碼綠色熒光蛋白(GFP)的基因。 [1] 
常用報道基因的對比
報道基因
作用方式
優點
缺點
氯黴素乙酰基轉移酶(CAT;細菌)
CAT通過使乙酰基與抗生素共價連接的方式來解除氯黴素的毒性,報道基因實驗通常檢測n-丁酰基的一半從輔助因子n-丁酰輔酶A轉移到具有放射活性的氯黴素上,被修飾的氯黴素的遷移率發生改變,並且能夠摻入有機溶劑。
沒有內源活性;可使用自動化的ELISA。
需添加底物;需破損樣品;線性範圍窄,只有三個數量級;不靈活;使用放射性同位素;可用非放射性檢測,但敏感性差。
分泌型鹼性磷酸酶(SEAP;源於人胎盤的修飾酶)
通常使用顯色底物磷酸對硝基苯酯(pNPP)進行檢測;而目前多被更敏感的化學發光底物,如1,2-二噁二酮CSPD取代。
分泌型蛋白;允許在不同時間重複檢測同一樣品;可用便宜的比色法和高度敏感的熒光試驗進行檢測。
在某些細胞中有內源性的活動;干擾測試的化合物的篩選。
螢光素酶(lux;細菌)
細菌性螢光素酶(luxAB)能夠催化還原型核黃素磷酸(FMNH2)與長鏈脂肪醛的氧化,發出藍綠色的光(波長為490nm)。將LuxAB基因與待測基因偶聯,再加入長鏈醛基底物後,可檢測發出的熒光。另外,若將全部的lux操縱子(luxCDABE)與啓動子融合,則可為檢測啓動子的活動提供內源底物。
在融合了整個操縱子(luxCDABE)後則不需要底物;敏感性非常高;原位無損傷監測;許多細胞中無內源性活性;更適合於檢測與分析原核基因的轉錄。
需氧;不耐熱;含醛基的底物有毒;產生的光子不能對單細胞進行監測;比luc的線性範圍窄;半衰期短;不適用於哺乳動物細胞;代謝成本高。
β-半乳糖苷酶(β-gal;細菌)
β-Gal能夠催化β-半乳糖苷的水解反應,例如,乳糖可水解為兩個單體。此報道基因的檢測方法依賴於使用的底物,可使用顯色法(例如,o-硝基苯基-β-D-半乳糖苷或ONPG),組化方法(例如,5-溴化-4-氯代-3-吲哚-β-D-半乳糖苷或X-Gal),熒光測定方法(例如,4-甲基傘形酮-β-D-半乳糖苷或MUG),化學發光法(例如,含1,2-二氧化物的底物),或電化學法(例如,p-氨基-β-D-半乳糖苷或PAPG)。
良好的特性與穩定性;多樣化的讀出過程;能在厭氧環境下發揮功能。
需添加底物;有擴散性——需要將靶細胞進行隔離並使其通透化;在哺乳動物細胞內的活性可能會干擾測定結果。
螢光素酶(螢火蟲的)
催化螢光素酶的氧化,產生可被熒光光度計檢測的光。
高特異性;無內源性活性;動態範圍廣(7~8個數量級);無損傷,儘可能原位監測;價格比lux便宜;分析簡便;可從多種生物中獲取不同種類的螢光素酶。
需要底物(螢光素)、氧氣供應和ATP。
綠色熒光蛋白(GFP;水母)(自發熒光蛋白)
GFP作為輔助蛋白先吸收由初級發光蛋白aequorin釋放的波長為470nm的藍光,後釋放波長為570nm的綠光。許多GFP衍生物和其他改變了光譜性質的自發熒光蛋白,在相應的激發波長的光線下,通過對樣本曝光來發揮報道蛋白的功能。
自發熒光(無需底物);無內源性活性;存在光譜特性變化的突變體;存在熱穩定的突變體;較高的光穩定性;在現有光學系統下,原位無損傷可視化觀察。
需要翻譯後修飾;敏感性低(不能進行信號放大);需要自發熒光的樣品;需要用氧氣來激發熒光;敏感性低於Lux、Luc、LacZ;反應時間慢於Lux和Luc。 [2] 
參考資料