报告基因检测是分子生物学中研究基因调控的基石。报告基因编码一种其活性易于测量的蛋白质,并将其置于目标启动子或调控元件的控制之下。
常用报告基因
- 萤火虫荧光素酶:催化 D-荧光素的氧化,产生 560 nm 的光。信号用发光计测量。它具有非常高的动态范围和几乎无背景。
- 海肾荧光素酶:使用腔肠素作为底物,在 480 nm 处发光。常用于双荧光素酶检测中作为归一化的对照报告基因。
- 绿色荧光蛋白(GFP):在 395 nm 激发时于 509 nm 发出荧光。变体覆盖整个可见光谱。荧光可通过荧光计、流式细胞仪或显微镜测量,实现活细胞和单细胞分析。
- β-半乳糖苷酶(LacZ):切割 X-gal 产生蓝色沉淀或 ONPG 产生黄色产物。简单且廉价,但灵敏度低于荧光素酶。
- SEAP(分泌型碱性磷酸酶):分泌到培养基中,允许从同一培养物中重复取样而不裂解细胞。通过化学发光底物测量。
- CAT(氯霉素乙酰转移酶):经典报告基因,通过 ELISA 或放射性检测。现已大部分被荧光素酶和 GFP 取代。
双荧光素酶检测
双荧光素酶检测在同一样品中使用萤火虫和海肾荧光素酶。测试启动子驱动萤火虫荧光素酶,组成型启动子驱动海肾荧光素酶作为内部控制。测量萤火虫发光后,试剂猝灭萤火虫并激活海肾发光。萤火虫/海肾比值可归一化转染效率和细胞数量。
应用
报告基因检测用于:
- 定位启动子和增强子区域
- 研究转录因子活性
- 测量信号通路激活
- 筛选调节基因表达的化合物
- 监测 miRNA 活性
- 定量转染效率