植物界的“红宝石”

以前我们都习惯用GFP、RFP、GUS和LUC这几个荧光蛋白去观察基因是不是在表达。不过它们有个大问题,要想看到荧光就得用那种很贵重的荧光显微镜,而且有些植物叶片太厚,荧光根本透不过去。于是科学家们想,能不能找一种天然的颜色分子,让它自己发光又不用外界刺激?结果他们从甜菜和火龙果那股鲜艳的红色里找到了灵感。这种色素叫甜菜红素,它是由酪氨酸经过CYP76AD1、DODA还有GT这几个酶催化出来的。因为酪氨酸是生物都有的原材料,所以团队就把这三个酶的基因直接连在一起塞进一个阅读框,取名叫RUBY,也就是“红宝石”。按照这个设计,只要看到红色就能知道目标基因是不是在干活。 为了验证RUBY行不行,团队先在拟南芥上做实验。他们用了组成型的启动子比如35S和UBQ去驱动RUBY,结果整株叶子都均匀泛红;又换用At2S3和YUC4这种组织特异的启动子,结果只有根或茎变成红色。颜色的深浅正好和基因表达量成正比。接着他们把这套系统搬到水稻上试了试:转基因的愈伤组织变成了鲜亮的红色,而没转的是淡黄色。在荧光蛋白很难穿透的绿色水稻叶片里,RUBY还是把答案写成了肉眼能看见的红色。这下就彻底打破了以前非得要荧光显微镜或者磨样处理的老规矩。 RUBY有三个特别厉害的地方:一是不用借光也不用配底物就能看见;二是不需要取样或研磨就能直接看原位;三是完全不用花钱买耗材,因为酪氨酸本来就在细胞里有。而且它不受抗生素筛选的限制,给那些很难转化或者转化体系特别的作物提供了新路子。 以后它不光是在实验室用,还可以变成田间监测的色卡、基因编辑后立马验证的试纸,或者是品种权保护的标签。只要看到红色,就是Yes,植物研究的大门就会被进一步推开。我们不需要仪器、也不需要试剂和取样工具,只用一眼就能读懂基因想说的悄悄话了。