蛍光タンパク質を用いた細胞標識

蛍光タンパク質（FP）を使用した細胞観察

比類ない蛍光タンパク質の特性

FPは、今ではウミシイタケ、サンゴおよびイソギンチャクなど他の海生物からも単離されています。GFPと比べると、これらFPの多くは、赤色発光、または発光状態が緑色から赤色に移り変わる光変換など比類ない特性があります。

恋するオワンクラゲ（Crystal Jelly）, 写真：Nadine Schaeffer/CC		GFP変種 BFP–青色蛍光タンパク質 CFP–シアン色蛍光タンパク質 GFP–オリジナルのGFP EGFP–赤方偏移励起に改良されたGFP EYFP–改良された黄色蛍光タンパク質 PA-GFP–光励起性GFP
アカサンゴ、 写真：Nomore3Xfive/CC		オワンクラゲ（Aequorea victoria）以外の生物から得られたFP dsRed–イソギンチャクモドキ（Discosoma）種の蛍光タンパク質 mFruits–dsRedの変異体 mCherry–広く知られた赤色蛍光タンパク質 TagRFPs–Evrogenに由来するFPの完全なスペクトル線 eqFP611–イソギンチャクEntacmaea quadricolorから単離されたもの Dronpa–光切換可能な蛍光タンパク質 EosFP–光変換可能な蛍光タンパク質

最良の蛍光タンパク質の選択

蛍光観察で用いるFP融合タンパク質の創出を検討する場合、GFPまたは特に本来のオワンクラゲ（Aequorea victoria） GFPの改良型GFPまたはEGFPと呼ばれる改変体は最良の選択肢です。これは単量体であり、明るく、正常に機能し、非侵襲的で実質的に破壊できません。EGFPは、実証済みであるので、生物やアプリケーションを問わず最善の策です。

一方、赤色チャネルで観察する必要があるならば、mCherryが最良の選択です。多くの赤色FPが文献に記載されていますが、mCherryに比べていずれも論文数は少なく、Texas Red® フィルターキューブによりマッチした発光スペクトルを有しています。

Venusは、非常に明るい、単量体の黄色のFPですが、標準的な顕微鏡フィルターセットとあまりマッチしていないため、Venusを使用する場合は、シグナルを捕えるのに苦労します。スペクトルの青端は非常に魅力的ですが、率直に言って、極めて大量のターゲットをもっていない限り、こうした青色FPに由来するシグナルはEGFPまたはmCherryよりも非常に暗いため、ほとんどの青色FPは、使用を避けることになるでしょう。

FP遺伝子との比較による遺伝子の最適配置

目的の遺伝子をDNA配列の3'末端側、またはFP融合タンパク質のC末端側に配置するのが最良です。構造解析およびトランケーション解析により、GFPのN末端はトランケーションを非常に受けやすいのに対し、C末端はそれほど受けないことが示されています。ほとんどのFP、および確かにこれらオワンクラゲ（Aequorea victoria）由来のGFPには、「柔軟性のある」C末端があります。このことは、5'末端側またはN末端側の融合に起因して起こりうる立体障害の払拭に利用可能な自由度がより多くあることを意味します。したがって、最も首尾よく発現させるために、FPのC末端側に目的の遺伝子を配置します。

図 2. 目的の遺伝子の最適な配置は、蛍光タンパク質遺伝子のC末端側です。

FP構造体の細胞導入