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摘 要：指示基因是指分子上具有遗传信息的特定核苷酸序列的总称。目前，在生物学中，GUS基因、GFP基因作为指示基因具有越来越广泛的应用。
关键词：指示基因；GUS基因；GFP基因
1.指示基因的简介
生物学中指示作用于的基因是指，分子上具有遗传信息的特定核苷酸序列的总称，是具有遗传效应的DNA片段。例如，GUS基因、GFP基因作为指示基因具有广泛的应用前景。
2.GUS基因
GUS基因存在于E.coli等一些细菌基因组内，编码β-葡萄糖苷酸酶。β-葡萄糖苷酸酶是一个水解酶，以β-葡萄糖苷酸酯类物质为底物，其反应产物可用多种方法检测出来。由于绝大多数植物没有检测到葡萄糖苷酸酶的背景活性，因此这个基因被广泛应用于基因调控的研究中。GUS基因存在于E.coli等一些细菌基因组内，编码β-葡萄糖苷酸酶。β-葡萄糖苷酸酶是一个水解酶，以β-葡萄糖苷酸酯类物质为底物，其反应产物可用多种方法检测出来。由于绝大多数植物没有检测到葡萄糖苷酸酶的背景活性，因此这个基因被广泛应用于基因调控的研究中。根据地GUS基因检测所用的底物不同，可以选择三种检测方法：组织化学法、分光光度法和荧光法（灵感度为分光光度检测法最高），其中最为常用的是组织化学法。组织化学法检测以5-溴-4-氯-3-吲哚-β-葡萄糖苷酸（X-Gluc）作为反应底物。将被检材料用含有底物的缓冲液浸泡，若组织细胞发生了解GUS基因的转化，并表达出GUS，在适宜的条件下，该酶就可将X-Gluc水解生成蓝色产物，这是由其初始产物经氧化二聚作用于形成的靛蓝染料，它使具GUS活性的部位或位点呈现蓝色，用肉眼或在显微镜下可看到，且在一定程度下根据染色深浅可反映出GUS活性。因此利用该方法 可观察到外源基因在特定器官、组织，甚至单个细胞内的表达情况。
3.GFP基因
GFP即绿色荧光蛋白（Green Fluorescent Protein ）？，是从一种生活在北太平洋寒冷水域的水母体内发现的。这种水母体内含有一种生物发光蛋白质——aequorin，它本身发蓝光。GFP能把这种光转变成绿色，也就是当水母容光焕发的时候我们实际看到的颜色。GFP的纯溶液在典型的室光下呈黄色，但是当被拿到户外的阳光下时，它会发出鲜绿的颜色。这种蛋白质从阳光中吸收紫外光，然后以能量较低的绿光形式发射出来。GFP之所以能够发光，是因在其包含238个氨基酸的序列中，第65至67个氨基酸（丝氨酸—酪氨酸—甘氨酸）残基，可自发地形成一种荧光发色团。今天，已经有了许多新的不同的绿色荧光蛋白变体，这就进一步完善了绿色荧光蛋白作为基因标志在生物研究中的广泛应用。目前，GFP基因的应用主要有：药物筛选、分子标记、融合抗体。
药物筛选：许多新发展的光学分析方法已经开始利用活体细胞来进行药物筛选，这一技术能从数量众多的化合物中快速筛选出我们所感兴趣的药物。基于细胞的荧光分析可分为三类：即根据荧光的密度变化、能量转移或熒光探针的分布来研究目标蛋白如受体、离子通道或酶的状态的变化。荧光探针分布是利用信号传导中信号分子的迁移功能，将一荧光蛋白与信号分子相偶联，根据荧光蛋白的分布情况即可推断信号分子的迁移状况，并推断该分子在迁移中的功能。
分子标记：除用于特定蛋白的标记定位外，GFP亦大量用于各种细胞器的标记如细胞骨架、质膜、细胞核等等。例如将目的基因与GFP基因构成融合基因，转染合适的细胞进行表达，然后借助荧光显微镜便可对标记的蛋白质进行细胞内活体观察。由于GFP相对较小，只有238个氨基酸，将其与其他蛋白融合后不影响自身的发光功能。
融合抗体：当信号分子和某一特殊受体结合后常会导致配体-受体复合物从某一细胞区域迁移到另一区域，而这一迁移过程通常会介导一重要的生理功能。因而，这些受体常常被用作药物筛选的目标，若某一药物具有与信号分子类似的功能，那么该药物即具有潜在的医药价值。利用GFP荧光探针，将很容易从数量众多的化合物中判断出那些化合物具有与信号分子相似的能引起配体一受体复合物迁移并介导生理反应的功能，且这一筛选过程简单方便，所需成本也很低。
参考文献
[1] 高文杰.内含子数量改变GUS基因的瞬时表达调控[ J] . 基因组学与应用生物学， 2011， 30（5）.
[2] 徐斌.期刊论文GUS基因在杜氏盐藻细胞中的瞬间表达[ J] . 高技术通讯，20021， 2（2）.
[3] 孙霞，杜良义.杜氏盐藻DCA1启动子内GT重复序列在盐诱导调控中的作用[ J] .中国生物工程杂志， 2009，29（7）.
[4] Hanashima，C.， Fernandes，M.， Hebert，J.M. and Fishell，G. （2007） The role of Foxg1 and dorsal midline signaling in the generation of Cajal-Retzius subtype.J.Neurosci， 27：11103–11111.
[5] Venken， K.J. and Bellen， H.J. （2005） Emerging technologies for gene manipulation in Drosophila melanogaster. Nat. Rev. Genet.， 6：167–178.
[6] Porteus， M. （2007） Using homologous recombination to manipulate the genome of human somatic cells. Biotechnol. Genet. Eng. Rev.， 24：195–212.
作者简介：刘营（1990—），女，回族，山东省滕州市人，学生，研究生，单位：聊城大学生命科学学院， 研究方向：微生物学。
关键词：指示基因；GUS基因；GFP基因
1.指示基因的简介
生物学中指示作用于的基因是指，分子上具有遗传信息的特定核苷酸序列的总称，是具有遗传效应的DNA片段。例如，GUS基因、GFP基因作为指示基因具有广泛的应用前景。
2.GUS基因
GUS基因存在于E.coli等一些细菌基因组内，编码β-葡萄糖苷酸酶。β-葡萄糖苷酸酶是一个水解酶，以β-葡萄糖苷酸酯类物质为底物，其反应产物可用多种方法检测出来。由于绝大多数植物没有检测到葡萄糖苷酸酶的背景活性，因此这个基因被广泛应用于基因调控的研究中。GUS基因存在于E.coli等一些细菌基因组内，编码β-葡萄糖苷酸酶。β-葡萄糖苷酸酶是一个水解酶，以β-葡萄糖苷酸酯类物质为底物，其反应产物可用多种方法检测出来。由于绝大多数植物没有检测到葡萄糖苷酸酶的背景活性，因此这个基因被广泛应用于基因调控的研究中。根据地GUS基因检测所用的底物不同，可以选择三种检测方法：组织化学法、分光光度法和荧光法（灵感度为分光光度检测法最高），其中最为常用的是组织化学法。组织化学法检测以5-溴-4-氯-3-吲哚-β-葡萄糖苷酸（X-Gluc）作为反应底物。将被检材料用含有底物的缓冲液浸泡，若组织细胞发生了解GUS基因的转化，并表达出GUS，在适宜的条件下，该酶就可将X-Gluc水解生成蓝色产物，这是由其初始产物经氧化二聚作用于形成的靛蓝染料，它使具GUS活性的部位或位点呈现蓝色，用肉眼或在显微镜下可看到，且在一定程度下根据染色深浅可反映出GUS活性。因此利用该方法 可观察到外源基因在特定器官、组织，甚至单个细胞内的表达情况。
3.GFP基因
GFP即绿色荧光蛋白（Green Fluorescent Protein ）？，是从一种生活在北太平洋寒冷水域的水母体内发现的。这种水母体内含有一种生物发光蛋白质——aequorin，它本身发蓝光。GFP能把这种光转变成绿色，也就是当水母容光焕发的时候我们实际看到的颜色。GFP的纯溶液在典型的室光下呈黄色，但是当被拿到户外的阳光下时，它会发出鲜绿的颜色。这种蛋白质从阳光中吸收紫外光，然后以能量较低的绿光形式发射出来。GFP之所以能够发光，是因在其包含238个氨基酸的序列中，第65至67个氨基酸（丝氨酸—酪氨酸—甘氨酸）残基，可自发地形成一种荧光发色团。今天，已经有了许多新的不同的绿色荧光蛋白变体，这就进一步完善了绿色荧光蛋白作为基因标志在生物研究中的广泛应用。目前，GFP基因的应用主要有：药物筛选、分子标记、融合抗体。
药物筛选：许多新发展的光学分析方法已经开始利用活体细胞来进行药物筛选，这一技术能从数量众多的化合物中快速筛选出我们所感兴趣的药物。基于细胞的荧光分析可分为三类：即根据荧光的密度变化、能量转移或熒光探针的分布来研究目标蛋白如受体、离子通道或酶的状态的变化。荧光探针分布是利用信号传导中信号分子的迁移功能，将一荧光蛋白与信号分子相偶联，根据荧光蛋白的分布情况即可推断信号分子的迁移状况，并推断该分子在迁移中的功能。
分子标记：除用于特定蛋白的标记定位外，GFP亦大量用于各种细胞器的标记如细胞骨架、质膜、细胞核等等。例如将目的基因与GFP基因构成融合基因，转染合适的细胞进行表达，然后借助荧光显微镜便可对标记的蛋白质进行细胞内活体观察。由于GFP相对较小，只有238个氨基酸，将其与其他蛋白融合后不影响自身的发光功能。
融合抗体：当信号分子和某一特殊受体结合后常会导致配体-受体复合物从某一细胞区域迁移到另一区域，而这一迁移过程通常会介导一重要的生理功能。因而，这些受体常常被用作药物筛选的目标，若某一药物具有与信号分子类似的功能，那么该药物即具有潜在的医药价值。利用GFP荧光探针，将很容易从数量众多的化合物中判断出那些化合物具有与信号分子相似的能引起配体一受体复合物迁移并介导生理反应的功能，且这一筛选过程简单方便，所需成本也很低。
参考文献
[1] 高文杰.内含子数量改变GUS基因的瞬时表达调控[ J] . 基因组学与应用生物学， 2011， 30（5）.
[2] 徐斌.期刊论文GUS基因在杜氏盐藻细胞中的瞬间表达[ J] . 高技术通讯，20021， 2（2）.
[3] 孙霞，杜良义.杜氏盐藻DCA1启动子内GT重复序列在盐诱导调控中的作用[ J] .中国生物工程杂志， 2009，29（7）.
[4] Hanashima，C.， Fernandes，M.， Hebert，J.M. and Fishell，G. （2007） The role of Foxg1 and dorsal midline signaling in the generation of Cajal-Retzius subtype.J.Neurosci， 27：11103–11111.
[5] Venken， K.J. and Bellen， H.J. （2005） Emerging technologies for gene manipulation in Drosophila melanogaster. Nat. Rev. Genet.， 6：167–178.
[6] Porteus， M. （2007） Using homologous recombination to manipulate the genome of human somatic cells. Biotechnol. Genet. Eng. Rev.， 24：195–212.
作者简介：刘营（1990—），女，回族，山东省滕州市人，学生，研究生，单位：聊城大学生命科学学院， 研究方向：微生物学。