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단백질 위치와 기능 평가의 형광도구

전문가 제언: ○ 세포생물학에서 단백질의 위치, 수송, 전환, 나이, 단백질-단백질 상호작용, 활성상태 등의 동역학을 육안으로 식별할 수 있는 기술이 최근 급속도로 혁신적 도구로 개발되고 있다. 이러한 기술의 개발이 가능할 수 있는 것은 형광단백질, 유기 및 무기 형광염료의 개발과, 대상 단백질을 표적으로 이들을 융합시키는 기술이 형광현미경 및 전자현미경 사용과 함께 이용되어 영상 및 동영상 기술로 발전되고 있기 때문이다.

○ 형광은 물체가 어떤 파장의 광자를 흡수하면 에너지가 흡수파장보다 긴 파장(낮은 에너지)으로 발광하는 광학적 현상이다. 흡수파장은 가시광선일 수도 있고 자외선일 수도 있으나 방출파장은 가시광선 범위에 들어와야 우리 눈이 이를 감지할 수 있다.

○ 생체는 다양한 내재성 형광분자를 가지고 있다. 이 형광분자들이 때로는 분자의 상태 또는 세포내 환경에 따라 형광특성을 변하기도 한다. 가령 발생단계의 적혈구는 정상적으로 헤모글로빈을 만드는데 철(iron)이 부족하거나 납(lead)이 있으면 아연프로토포르피린이 대신 생성되어 선명한 형광을 방출하는데 이 특성이 병적 상태를 탐지하는데 임상적으로 사용된다.

○ 칼슘이 존재하면 청색 발광을 하는 해파리의 광단백질 애큐오린(aequorin)은 세포에서 칼슘 유량의 영상을 감시하는데 사용되었고, 이는 결국 GFP를 발견하게 되었다. GFP는 세포생물학에서 현재 아주 유용하게 쓰이는 중요한 형광도구인데 리포터 유전자로서 대상 유전자의 발현, 단백질의 세포내 위치결정 등 가장 널리 사용되는 형광단백질이다.

○ 형광기술은 세포생물학 이외에도 생물학, 의학 등의 여러 분야에서 중요한 공헌을 하고 있다. DNA의 자동화 염기서열 기술, 브롬산 에티디움을 이용하는 DNA의 검출, DNA 마이크로어레이 등은 분자생물학, 의생명과학에 필수적인 도구이다.

저자: Giepmans, BNG; Adams, SR; Ellisman, MH; Tsien, RY
자료유형: 학술정보