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2013年4月30日

蛍光タンパク質 ~Dronpa-Green~

ある方とお話していた中で蛍光タンパク質をどうやったら回復できるのかということを調べてみました。中々サンゴに特化したなかでは見つけることが出来ず、検索ワードを試行錯誤しながら調べたところ1つ面白い蛍光タンパク質を見つけました。その名もDronpa-Greenです。なぜDronpa(ドロンパ)なのかというと忍者のように消えたり、出てきたりするからだそうです。(笑)
ではどういうときに消えて、どういうときに蛍光が出てくるのでしょうか?資料によると「吸収極大(503nm)付近の強い光をあてると蛍光が消え(OFF)、390nm付近の光をあてると瞬時に蛍光が回復(ON)します(Photoactivation)」とのことです。僕はてっきり励起最大波長をあてると必ず最大に蛍光になると考えていましたが、そうでない場合もあるようです。このDronpa-Greenの場合は完全に逆なのです。
このDronpa-Greenですが、クサビライシなどがもっているそうです。このDronpaの理論から言うと390nm付近の波長がなく、503nm付近の強い光をあてるとクサビライシの蛍光色が失われてしまうことになります。これをもとに戻すためには390nm付近の光をあてるしかないようです。逆を言えば、あてれば必ず復活するのでしょうね。
このDronpa-Greenのような蛍光タンパク質をPhotoswitchable fluorescent proteinsというそうです。以前に蛍光タンパク質Kaedeを紹介しましたが、Kaedeは緑から赤の一方通行になります。ここまで書いてKaedeの記事を読み返すとPhotoswitchingの蛍光タンパク質についてもここに書いていますね。(笑) といっても、今回のポイントは、「励起最大波長で蛍光色が減る」というところですね。
Photoswitchable fluorescent proteinsですが、Dronpa-Green以外にも数種類見つかっているそうです。

ここまでがDronpa-Greenの話です。ここから少し蛍光の話です。実はDronpa-Greenに行き着くまでに、今から書くことを先に見つました。サンゴにあてはまるかどうかは?ですが、個人的には同じ蛍光の話なので参考になるかなと思います。
蛍光には4つの特徴があるそうです。

1.非常に微弱な光である(励起光の強度の10-6程度)
2.波長が、励起光の波長より長い
3.退色もしくは消光する(励起光を当て続けると、出てくる蛍光の強さはだんだんと弱くなったり、全く消えてしまう)
4.蛍光物質の周りの状態(溶媒、温度、pH、蛍光物質と他の物質との結合状態など)によって、波長や強度が変化する

注目は1と3です。1が意味するところは、強い励起光を当てないと蛍光は非常に微弱な光のため強く光らないということでしょうか?3は上でも書いたように、励起光をあてると蛍光自体が退色、消失してしまうという、僕が考えていたことと全く逆な事実です。

サンゴも含めて蛍光色がなくならないようにするためには、本当に色々と考えないといけないようですね。傾向短パンク質にも色々あり、それぞれによって特徴が違うようですので、一概にあてた光で綺麗に発色しているからといって、その蛍光色が維持できるというものではどうやらなさそうです。この蛍光色をどうやって復活させることができるのか?サンゴでいうと光だけではなく、水質も大きく影響しているのでしょうね。このあたりを解明できればアクアリストにとってはありがたいですね。カリウムが青、ヨウ素が赤などのように各社から添加剤が販売されていますが、これを照明する論文などがあったら嬉しいんですけどねえ。


参考
CoralHue 蛍光タンパクシリーズ
蛍光顕微鏡の特徴と蛍光の原理

投稿者 TAKA : 2013年4月30日 13:49

コメント

>僕はてっきり励起最大波長をあてると必ず最大に蛍光になると考えていました

ここの最大波長とはどういう意味ですか?

当て続けるとダメというのは、例えば自然だと天気の変化などがありますが、そういう変化を与える事によって維持出来るとか…どうでしょ。
ここは雷モードの出番かな(笑)

投稿者 Tank : 2013年4月30日 05:17

Tankさん、
どの波長で一番励起するかということですね。400nmあてるよりも420nmの光をあてたほうが蛍光色が強いということです。
ここから個人的な意見です。
蛍光色は、何かによって維持されていると思います。それの差し引きがマイナスになると蛍光色が退色し、逆だと色揚がりして蛍光色を維持できるんじゃないかと思います。これは光だけでなく水質にも関係あると思います。
調光機能は、その点では非常に意味があるように感じます。1日中、同じ強度の光をあてるよりも、徐々に強くなり、徐々に弱くなるほうが生体へのストレスは少ないですからね。

投稿者 TAKA : 2013年5月 1日 08:36

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