近日，日本理化學(xué)研究所與自然科學(xué)研究機(jī)構(gòu)的研究人員開發(fā)出一種新技術(shù)。他們將發(fā)光珊瑚中的熒光蛋白質(zhì)與從海鞘中提取的膜電勢感應(yīng)物質(zhì)相結(jié)合，大幅度提高了純蛋白質(zhì)屬性的膜電勢(指由細(xì)胞膜分隔開的細(xì)胞內(nèi)外液之間的電勢差，能夠感應(yīng)這種電勢差的分子被稱為膜電勢感應(yīng)物質(zhì))感受性熒光探測物的感光度，成功地將神經(jīng)細(xì)胞和肌肉細(xì)胞的興奮狀況可視化。 
 
　　該技術(shù)將有助于開發(fā)出新一代的熒光顯示技術(shù)，將腦神經(jīng)等器官的快速電流活動(dòng)轉(zhuǎn)化為高清晰圖像。

　　據(jù)日本理化學(xué)研究所網(wǎng)站報(bào)道，2002年，該機(jī)構(gòu)研究人員從沖繩海域的兩種叫海蘑菇和臺(tái)灣蕈珊瑚的珊瑚中提取了兩種熒光物質(zhì)———mUKG和mKOκ，mUKG發(fā)綠光而mKOκ發(fā)橙色光。由于這兩種光在光譜上存在重合區(qū)，因此將二者結(jié)合就能產(chǎn)生被稱為熒光共鳴的能量移動(dòng)，大大提高感光度。之后，自然科學(xué)研究機(jī)構(gòu)研究人員于2005年又從海鞘的膜酶蛋白質(zhì)中提取了一種叫“Ci-VSP”的膜電勢感應(yīng)物質(zhì)，這是一種連接了膜電勢傳感區(qū)域和脫磷氧化酶區(qū)域的膜貫通型酶蛋白質(zhì)，在這種物質(zhì)的作用下，細(xì)胞的膜電勢改變，在電勢傳感區(qū)域就會(huì)誘發(fā)結(jié)構(gòu)變化，從而使酶的活性也發(fā)生改變。

　　此次，日本研究人員嘗試在Ci-VSP所在的電勢感應(yīng)區(qū)域中加入mUKG和mKOκ，觀察其對膜電勢變化的反應(yīng)。結(jié)果顯示，熒光物質(zhì)可以非常清晰地顯示膜電勢的變化情況?？茖W(xué)家將這種新物質(zhì)命名為“Mermaid”。據(jù)介紹，Mermaid比起以往的純蛋白質(zhì)屬性的熒光膜電勢感應(yīng)物質(zhì)的感光度提高了幾倍，通過其發(fā)出的伴隨著膜電勢變化的熒光信號，研究人員可以實(shí)時(shí)捕捉到由神經(jīng)細(xì)胞引起的活動(dòng)電勢的變化?？茖W(xué)家進(jìn)而設(shè)置了可以高速獲取熒光圖像的顯微鏡，通過這種顯微鏡可以直接觀測到代入了Mermaid的大腦皮質(zhì)神經(jīng)細(xì)胞和心肌細(xì)胞發(fā)出的電流拓展的圖像。

　　研究人員稱，這項(xiàng)發(fā)明使科學(xué)家能夠更廣泛和更快速地解析腦和心臟的電流活動(dòng)，這對研究大腦的思維活動(dòng)，探索大腦的秘密，開發(fā)大腦的潛力具有重要意義。此外，這項(xiàng)發(fā)明還將對開發(fā)新型膜興奮型藥物產(chǎn)生推動(dòng)作用。