
当卡西乌斯·史提瓦尼(Cassius Stevani)看到巴西大西洋森林中倒下的树枝发出蓝光时,他知道那不可能来自他正在收集的生物发光蘑菇。圣保罗大学的生物化学家当时正在进行一项关于生物发光和光化学(光的化学)的研究。
“这是昆虫学、生态学、生物发光和进化领域的一个重要发现,”史提瓦尼说。
微小的幼虫飞行生物,坚持森林树木的树枝和树干由于自身分泌的丝绸,发光的顶部和底部,一个光在他们最后的腹部段和两个第一胸段的两侧,不到他们头上。
蚊蚋发光的原因仍然是一个谜,沐鸣登录但研究人员希望它的光能继续帮助他们拯救生命。
生物荧光有绿色、红色和蓝色,它是由一种叫做荧光素的蛋白质引起的,这种蛋白质通常存在于海洋动物、蘑菇、昆虫、藻类和特定类型的细菌中。2008年,三位科学家因其在生物发光方面的研究获得了诺贝尔化学奖。他们发现、开发并转基因了绿色荧光蛋白(GFP),使得那些不能自然发光的动物能够自己发光。这项工作为许多科学应用打开了大门,包括突破性医学研究的进展。
GFP现在在生物科学作为重要的标记工具,否则会被附加到无形的蛋白质,让研究人员更好地理解在老年痴呆症和其他神经系统疾病的细胞损伤,改善血液凝块的检测,跟踪艾滋病及其传播的传播路径,甚至对抗癌症。
“在科学领域,我们应该从大自然中获取更多的例子,”奥斯陆大学医院癌症研究所的高级研究员西奥多西斯•西奥多西奥(Theodossis Theodossiou)说。“大自然创造了我们的技术还无法创造的系统。当我们看到能发光的物种,并用化学方法发光,这是很神奇的。这是灵感的源泉。到目前为止,我们唯一能做的就是从大自然那里借用这些系统,把它们转化成我们的系统、研究和需求。”
特多西奥一直致力于光动力疗法(PDT),这是一种利用激光脉冲攻击皮肤表面附近肿瘤的癌症疗法。但是PDT不能用于治疗隐藏在身体深处的癌症。所以特奥多西奥用同样的分子创造了萤火虫光——一种黄绿色的发光——来发展生物荧光激活癌症的破坏(BLADe),这种方法允许光源来自癌细胞内部,而不是外部激光。
当癌细胞被一种光敏剂(一种分子,它会在注入血液后引起其他分子的化学变化)处理后,沐鸣平台注册登录光会引发癌症的破坏。无论癌细胞埋得有多深,扩散到多远,从内部用光照射癌细胞的刀法基本上都会导致癌细胞自毁。
Theodossiou和他的团队已经确定了敏化,可以根据他们的研究,允许他们使用不仅GFP攻击癌细胞,而且蓝色类光Stevani和他的研究小组最近发现的真菌蚊幼虫的森林地面上巴西。
蓝光以前没有用于PDT临床试验,因为它不能足够深入地穿透组织。既然生物荧光可以将这种光注入癌细胞,那么一种只有在蓝光作用下才会被激活的强大光敏剂就可以用来制造一种新的消灭癌症的工具,特多西奥和他的团队已经在研究这种工具了。
“当我们从内部创造光线时,它不需要传输任何组织;这就是它的魅力所在,”他说。“我们不关心光是蓝色还是黄绿色——就像现在的BLADe一样——或者是红色。我们关心的是光敏剂是最有效的。”
在西北大学(Northwestern University)的实验室里,托马斯·j·霍普(Thomas J. Hope)率先使用细胞生物学方法来研究H.I.V.。他对H.I.V.传播途径和病毒如何与体内其他细胞相互作用的研究使他使用萤火虫和虾的生物发光来标记和追踪S.I.V.在美国,一种类似的病毒在猕猴中传播。
通过用生物发光蛋白标记病毒细胞,霍普使快速找到极小的组织碎片成为可能,这些组织有时只有1平方毫米大小,是S.I.V.或H.I.V.通过并攻击其他细胞的地方。这些相互作用可以得到比以往任何时候都更详细的研究。
“这是大海捞针的问题,”他说。“如果你需要大海捞针,你会怎么做?”如果你能用荧光素酶使它发光,那就容易多了。”
在生物荧光技术帮助霍普等H.I.V.研究人员追踪病毒之前,类似的工作也曾在放射性材料上做过,但这项技术的成本要高得多,安全性也低得多。荧光素酶是一种能引起生物发光的酶,它更敏感,更适合在实验室中使用,比使用放射性物质需要更少的预防措施。现在,霍普和他的团队也能够在活体动物身上进行测试,这是放射性物质无法做到的。
“这真的给了我们一个全新的工具,我很高兴看到这种新的荧光素酶的特性,这样我们就可以看到它可能会填补我们目前所拥有的空白,沭鸣平台登陆”他说的是发现的蓝色发光的真菌蚊。“也许它会有一些非常简洁的特征,可以打破一些新的研究领域。”