1、生物体内的“电灯泡” 自然界里存在着很多“亮着灯”的生物，如萤火虫等发光生物。那么，这些生物是如何发光的？生物体内的电灯泡是怎么被发现的？它们又有什么妙用呢？我们现在就来一起探索一下！ 发现“电灯泡” 在美国华盛顿星期五港湾海域盛产发光水母。这种水母的外表艳丽，在伞状结构的边缘，还发出淡淡的荧光。每一天，随着潮涨潮落，小小的水母都会随着海浪来来去去。 这位慈祥的日本老人叫做下村修，他因为发现绿色荧光蛋白而成为2008年度诺贝尔化学奖的得奖人之一。下村修在20世纪60年代来到美国，在星期五港湾旁的一个实验室工作，他对发光水母产生了极大兴趣。 下村修每天都捉几只水母带回实验室，然后将边缘发光的部分
2、剪下来，收集起来，研究其中的发光现象。 经过长时间的摸索，下村修发现：这种水母的体内有一种叫水母素的物质，在与钙离子结合时会发出蓝光。 进一步研究后，下村修最终找到了生物体内的“电灯泡”。 “电灯泡”是什么？ 原来，生物体内的“电灯泡”是一种在紫外光或者蓝光的照射下会发出绿色荧光的蛋白质，叫绿色荧光蛋白。当它受到照射时，会吸收紫外光或者蓝光的部分能量，然后发射出绿色的荧光。 绿色荧光蛋白很像水桶，负责发光的基团位于桶中央，看起来就像是一个颜料桶，桶里装有绿色荧光颜料。也就是这种小小的蛋白质可以让水母发出绿色的荧光。别看绿色荧光蛋白其貌不扬，但在科学上意义却非同寻常。 发光的妙用 有了这种发光蛋
3、白，科学家只需将它导入细菌和细胞中，就能使它们发光。 这个小动物叫做线虫，很多科学家用它来进行研究。一位叫做马丁查尔菲的科学家将绿色荧光蛋白的基因导入线虫体内。于是，在紫外光的照耀下，线虫开始发出绿色荧光。为什么要“点亮”它呢？ 原来，这是为了让科学家更好地研究它，可以对活的线虫进行实时观察。就这样，绿色荧光蛋白作为一种通用的基因标志，被广泛应用于各种有机体中。 查尔菲因为发现和研究绿色荧光蛋白也获得了2008年的诺贝尔化学奖。 在一片暗淡的视野中，有了绿色荧光的标记，我们就可以清晰地挑出我们希望观察的对象。这是植入绿色荧光蛋白基因的果蝇。 发出五彩的光 为了更加清楚地区分不同的观察对象，科学
4、家又进一步进行了改造，先后变出了蓝色、青色、黄色、橙色等不同系列的荧光蛋白。在这一研究中，华裔科学家钱永健做出了巨大贡献，他通过改变其氨基酸排序来改造绿色荧光蛋白，造出能吸收、发出不同颜色光的荧光蛋白，并让它们发光更久、更强烈。 在显微镜下，原来漆黑一片的生命内容变得五彩缤纷起来。钱永健也获得2008年度诺贝尔化学奖。 在首次发现绿色荧光基因之后，一系列其他颜色的基因又陆续浮出水面，允许科学家一次性跟踪一种以上的蛋白质。这张图片展现了大脑内的连接，图片中美丽的“彩虹”就是神经网络。 科学家将不同颜色荧光蛋白的基因植入鱼的DNA中。最初是希望用来监测水质，后来，荧光鱼成为一种新的宠物。 用紫外线一照就发出鲜艳的绿光，它可以帮助研究人员观察先前肉眼无法看到的细胞体系工作过程。例如脑神经细胞的发展或者癌细胞是如何扩散的，研究人员将绿色荧光蛋白基因植入，让其随着这些需要跟踪的细胞复制，便可观察不断长大的癌症肿瘤或有害细菌的生长。 荷兰飞利浦公司设计了一种“生物灯”，它能为住宅房间提供温馨廉价的照明。这种“生物灯”由一系列玻璃容器组成，玻璃容器里包含了生物荧光细菌，它们在接触沼气时会发出绿色荧光。第 3 页 共 3 页
