绿色荧光蛋白项目回顾 | 努力奔向大海 爱博物    2021-04-25

    【前言】

      2019年暑期,来自人大附中分校的史昊阳同学参加了极萨学院在青岛国家海洋基因库开设的绿色荧光蛋白改造科研项目,在真实的科研实践中学习了这一获得诺贝尔化学奖的科研成果。

      本文是他回顾总结本次项目的投稿,现在分享给大家。也欢迎更多极萨学院的学员给我们投稿,分享科学带给你的智慧与快乐。

      

      努力奔向大海

      绿色荧光蛋白改造科研项目感悟

      史昊阳/文

      2 019年暑假,我参加了爱博物·极萨学院的绿色荧光蛋白改造科研项目。通过6天的理论学习 和科学实验,让我对分子生物学有了初步的认识,也让我收获了很多。

      我们刚到青岛,国家海洋基因库的周丽老师为我们讲了第一课“基因,打开生命奥妙的钥匙”,在真正的科学家面前,从未接触过基因的我听得津津有味。

      

      ▲青岛国家海洋基因库展厅的顶刊论文墙

      第二天开始正式的课程,老师从几十亿年前开篇,为我们讲述了地球上生命的发展轨迹。老师从宏观到微观,给我们打开了一个新的生命世界。同时, 在真正的实验开始前,老师给我们详细讲解了“细菌发光实验的操作流程”,为接下来的实验做好知识储备。

      通过老师详细地讲解,我了解到 绿色萤光蛋白 ,是一个由约238个氨基酸组成的蛋白质,可发出绿色萤光。荧光蛋白能稳定在后代遗传,能够标记一些物质,是一种非常重要的报告基因。

      绿色荧光蛋白的发现和改造是生命科学发展史上的一个重要节点,它的重要程度不亚于列文虎克发明了显微镜。 在现在生命科学研究的领域中,绿色荧光蛋白的改造技术应用也特别的广泛,老师们在做很多科研项目中都会使用到这种技术。

       值得一提的是,日本科学家下村脩、美国科学家马丁·查尔菲和钱永健正是凭借发现和改造绿色荧光蛋白而获得了2008年的诺贝尔化学奖。

      

      ▲从左至右:下村脩、钱永健、马丁·查尔菲

      我们本次实验的任务,就是要对绿色荧光蛋白进行改造,并用它来作画。之后我们开始了第一次紧张而有趣的实验操作。

      首先,我们配置了液态和固态培养基各一份。从中提取出荧光蛋白的绿、黄、紫和透明颜色的质粒,用移液枪把它们注射到40毫升的感受态大肠杆菌中。移液枪是一种精确仪器,它用来注射少量和微量的液体。

      同样,它操作起来也需要非常精准,我们在注射过程中,不能碰到其他任何东西,这对我们的专注度和严谨性是一种考验,我就出现了很多次失误。 如果要成为一名合格的科学家,做科学实验,必须具有超高的严谨性,操作认真仔细,才能收到良好的效果。

      

      ▲改造绿色荧光蛋白的流程图

      我们接下来的实验过程是:将注射好的感受态大肠杆菌冰浴30min后再进行90s的42℃热激,之后再冰浴5min。然后加入到150微升LB培养基里,放入37℃生物摇床45min,再以同样的温度过夜。然后,我们将五种颜色的大肠杆菌中的黄和紫进行PCR。

      PCR是聚合酶链式反应,它可以用来对DNA进行体外复制,我们就用它来检测大肠杆菌和绿色荧光蛋白的情况。

      最后,我们就可以把大肠杆菌涂到培养基板上了,可以用它涂成各种图案,菌落会按照我们的画作进行成长,表现出美丽而奇幻的色彩。

      

      ▲我的绿色荧光蛋白绘制结果

      最后一天是答辩环节,同学们都非常紧张,分工准备好了PPT和自己的答辩内容。虽然大家相互认识才短短6天,但我们却像认识了很久的好朋友一样配合默契,团队协作。最后,我们圆满完成了各自的任务,进行了一场精彩的答辩。

      

      ▲我在答辩现场讲解带有荧光蛋白基因质粒的转化过程

      在回北京的路上,我带上耳机听起了自己最喜欢的一首音乐《monody》。这是我第一次近距离接触分子生物学,短短几天的课程,我感到分子生物学的前景非常广阔,我们应该为它做一份贡献。就像歌词中写的:Mountains in the way, couldn’t keep us from the sea.

      通过这次的学习,我认识到人类在分子生物学、基因编辑、遗传研究方面的道路还很漫长,还有海洋一般辽阔的领域有待于探究。未来我们还有很多困难,而这一路的崇山峻岭,也无法阻挡我们对大海的渴望。而绿色荧光蛋白的工程菌改造实验,为我在翻山越岭的道路上指明前行的方向。

      

      -END-