GFP
La protéine fluorescente verte (GFP) est un produit génique polypeptidique unique de 238 acides aminés découvert chez la méduse Aequorea victoria. La protéine présente une fluorescence verte naturelle dans des conditions d’éclairage spécifiques. La protéine tire sa bioluminescence de la cyclisation Ser-Tyr-Gly dans sa séquence primaire d’acides aminés. La GFP est assez stable et résiste à un certain nombre de traitements et de procédures chimiques.1 La première démonstration que cette protéine fluorescente pouvait être exprimée dans un système hétérologue a été faite chez C. elegans.2 La GFP est depuis devenue un gène rapporteur de choix car elle ne nécessite pas de transformation biochimique, d’agent de contraste ou l’utilisation de rayonnements ionisants nocifs pour être visualisée.3 Depuis ce premier rapport, l’expression du gène rapporteur GFP a été rapportée dans de nombreux organismes, y compris les souris.4 De plus, sous la direction d’un promoteur spécifique, les souris transgéniques GFP peuvent exprimer la protéine fluorescente d’une manière spécifique au tissu et même à la cellule. La visualisation non invasive est la clé pour pouvoir surveiller les processus physiologiques et biochimiques in vivo et en temps réel.5
Il existe de nombreuses façons de visualiser la bioluminescence de la GFP. L’une d’entre elles consiste à détecter la fluorescence à l’aide d’une lampe UV portative (365 nM). Il existe plusieurs modèles proposés par Fisher dans une gamme de prix allant de 100 à 200 dollars. La méthode de la lampe UV manuelle ne fonctionne pas très bien avec la souche transgénique GFPX (Stock 003116). Le Dr Andras Nagy, chercheur donateur des transgéniques GFPX et GFPU (Stock 003115 et 003116), décrit un casque de visualisation et un filtre adaptable au microscope qui sont maintenant disponibles dans le commerce.
CFP et YFP
Des progrès récents ont amélioré les caractéristiques et l’utilité de la GFP comme gène rapporteur. La GFP améliorée (EGFP) a été modifiée pour être exprimée à des niveaux plus élevés dans les cellules de mammifères et pour avoir une fluorescence plus intense. La protéine fluorescente cyan (CFP) et la protéine fluorescente jaune (YFP) sont des variantes spectrales de la GFP qui permettent de marquer simultanément plusieurs types de cellules.
Cubitt AB, Heim R, Adams SR, Boyd AE, Gross LA, Tsien RY. 1995. Comprendre, améliorer et utiliser les protéines fluorescentes vertes. Trends Biochem Sci 20:448-55.
Chalfie M, Tu Y, Euskirchen G, Ward WW, Prasher DC. 1994. La protéine fluorescente verte comme marqueur de l’expression des gènes. Science 263:802-5.
Hoffman RM. 2002. Imagerie par protéine fluorescente verte des cellules tumorales chez la souris. Lab Animal 31(4) : 34-41.
Okabe M, Ikawa M, Kominami K, Nakanishi T, Nishimune Y. 1997. ‘Souris vertes’ comme source de cellules vertes omniprésentes. FEBS Lett 407:313-9.
Yang M, Baranov E, Jiang P, Sun FX, Li XM, Li L, Hasegawa S, Bouvet M, Al-Tuwaijri M, Chishima T, Shimada H, Moossa AR, Penman S, Hoffman RM. 2000. Whole-body optical imaging of green fluorescent protein-expressing tumors and metastases. Proc Natl Acad Sci USA 97:1206-11.
lacZ
L’utilisation d’un gène rapporteur peut permettre d’examiner les schémas spatiaux d’expression génique d’un promoteur particulier au sein d’un tissu, d’un embryon ou d’une souris adulte.1 Le gène lacZ de E. coli, lorsqu’il est intégré dans le génome de la souris par des techniques transgéniques, peut être utilisé comme gène rapporteur sous le contrôle d’un promoteur/renforçateur donné dans une cassette d’expression transgénique. Le gène lacZ code pour la bêta-galactosidase, qui catalyse le clivage du lactose pour former du galactose et du glucose. L’activité de la bêta-galactosidase peut être identifiée par des techniques in situ et in vitro lorsqu’elle est incubée avec le substrat X-gal de la bêta-galactosidase. La bêta-galactosidase clive le X-gal, un substrat chromogène, ce qui donne un colorant bleu insoluble, permettant ainsi d’identifier les cellules ayant une activité lacZ.2 Les animaux transgéniques peuvent ensuite être utilisés pour identifier les facteurs et les conditions qui modulent le profil d’expression du promoteur ou de l’amplificateur.