理学部生物分子科学科

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緑色蛍光タンパク質 (GFP; Green Fluorescent Protein)

 緑色蛍光タンパク質(Green Fluorescent Protein, GFP)は、青色の光を吸収して緑色の蛍光を発する、分子量約29 kDaのタンパク質である。1962年、下村脩博士によってオワンクラゲから発見された。2008年のノーベル化学賞は、GFPの発見と発展に貢献した、下村脩、マーチン・シャルフィー、ロジャー・ Y.・チェンの3氏に贈られた。

 GFPはその発光過程において、基質や補因子を必要としないという特徴をもつ。ホタルに代表される多くの生物の発光(ルシフェリン-ルシフェラーゼ反応)は、酵素、基質、補因子のすべてが揃って初めて起こる。しかし、GFPは単独で、光照射だけで蛍光を発する。また、発色団(分子やタンパク質の中の、色を決める部分)形成も単独で自発的に進む。

 この性質を利用して、シャルフィーは、光る線虫や大腸菌を作り出すことに成功した。遺伝子工学を利用して、注目するタンパク質の遺伝子にGFP遺伝子をつなげて、GFP標識タンパク質を発現させることができる。この技術により、生きた細胞内で発現しているタンパク質を、蛍光顕微鏡で観察することが可能になった。GFP遺伝子の細胞内への導入は容易であることから、生命現象のイメージング(可視化)を可能にするレポータータンパク質として広く普及している。

 また、ロジャー・ Y.・チェンはオワンクラゲGFPをベースとして、緑だけでなく、青や黄色、赤など、さまざまな色(波長)の蛍光を発する蛍光タンパク質を開発している。日本でも、理化学研究所の宮脇敦史博士らのグループが、サンゴやイソギンチャク由来の蛍光タンパク質をもとに、優れた機能を持つ蛍光タンパク質の開発を行っている。

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