研究人員上周在《科學公共圖書館—綜合》上報告說，超過180種魚類(至少50個門類)能夠吸收光線，并以一種不同的顏色將其再次發射出來。科學家在配有黃色濾光片照相機的幫助下，發現棲息在熱帶太平洋的一些魚類，例如扁頭魚(Cociellahutchinsi)正在進行著這些令人拍手叫絕的表演。

　　科學家首次證明生物熒光普遍存在于動物界

　　幫助主持這項研究工作的紐約市美國自然歷史博物館魚類館長JohnSparks表示：“它們就像正在進行著一場私人的燈光表演。”

　　為了開展自己的調查，研究人員與攝影師及攝像師一道，在巴哈馬群島及所羅門群島附近的海域進行了采樣，這些海域是分類學最為富集的區域。研究人員同時還調查了來自馬達加斯加島、亞馬遜河以及美國五大湖地區的淡水物種，這些動物同樣來自于寵物商店和公共水族館。

　　研究人員在兩種軟骨魚類(例如鯊魚和鰩魚)和硬骨魚類(例如鰻魚和扁頭魚)中發現了生物熒光現象。Sparks指出，這種現象出現在4億多年前分開并趨異進化的物種中，表明它是通過許多次獨立進化而得到的。

　　生物熒光現象與生物體發光現象不同，后者是指生物體通過一種化學反應產生光的過程。生物熒光還會出現在一些珊瑚、刺絲胞動物、節肢動物和鸚鵡中。

　　而魚類中的生物熒光現象似乎是海洋生物中最普遍的。Sparks推測，這是因為海洋是一個相對穩定的環境，遍布著鮮藍色的光線。隨著海水越來越深，除了高能量的藍色波長，可見光光譜中的大部分都被吸收了。淡水和深水生物熒光魚盡管存在，但并不多見。事實上，最常見、最壯觀和各種“珠光寶氣”的魚類往往是珊瑚礁中偽裝的魚類。

　　其中的許多魚類在眼中生有黃色濾光器，后者能夠識別作為一種物種間“隱藏信號”的生物熒光圖案。例如，一些海洋魚類會齊齊在滿月下產卵，而月光下鮮艷的生物熒光有助于魚類彼此識別。

　　并未參與該項研究的加利福尼亞州拉荷亞市斯克里普斯海洋研究所海洋生物學家DimitriDeheyn認為，這些發現為未來研究生物熒光在生態學中扮演的角色鋪平了道路。

　　對于生物學家而言，這項研究同時確定了潛在的熒光蛋白寶庫。熒光蛋白——例如最早于上世紀60年代在水母中發現的GFP(綠色熒光蛋白)——曾改變了基因表達、包括艾滋病在內的疾病，以及腦解剖學的研究歷程。

　　熒光生物技術迎來美好新時代

　　美國國家過敏癥與傳染病研究所(NIAID)疫苗研究中心高級研究員MarioRoederer對熒光染料的未來與局限性有一定的理解。

　　近20年來，他一直從事T細胞的感染響應和疫苗的研究，一開始是作為斯坦福大學LenHerzenberg實驗室的博士后，后來是NIAID某研究組的組長。在20世紀90年代初期到中期，Roederer回憶道，自己和同事在Herzenberg實驗室利用流式細胞術，試圖理解HIV-1感染對免疫系統的影響。

　　流式細胞術是免疫學實驗室里的吃苦能手，研究者可以對細胞逐個進行分析，識別哪些會表達特定的細胞表面標記，哪些則不會進行表達，例如CD3、CD4和CD8。研究人員甚至可以通過一種特殊流式細胞儀——細胞分選儀，分離和擴增他們所感興趣的細胞群。但問題在于，當Roederer開始做博士后時，可供使用的熒光顏色尚不充足，無法細究繁雜繚亂的人類免疫系統。

　　“我們意識到，我們的缺陷之一在于不能充分地研究免疫系統。”他說道。

　　那時，流式細胞術局限于四色通道上，缺少可用、可分離的熒光標記，遠遠無法滿足免疫細胞亞型的深入研究。但當Roederer離開實驗室的時候，可用通道的數目已經增加到了12個，這是硬件、軟件和免疫化學共同發展的結果。到了21世紀初，該數目達到了18個通道，這要歸功于量子點公司(QuantumDot公司，現在屬于LifeTechnologies的一部分)使用的納米粒子級量子點。

　　通過這些18色面板，Roederer的研究小組不僅能鑒定出感興趣的細胞，而且還能探究它們的行為。“你僅僅需要6色或8色來鑒定細胞。”他解釋說，“然后你需要使用其他的顏色，才能探究它們在做什么。”在近期的一篇論文中，Roederer實驗室將干細胞樣的記憶T細胞描述成CD45RO-、CCR7、CD45RA、CD62L、CD27、CD28和IL-7R[α]標記的T細胞“分組”下的CD95、IL-2R[β]、CXCR3和LFA-1標記的細胞亞群。

　　美用生物熒光蛋白觀察神經元內蛋白質運動過程

　　神經元內部區室分兩種：軸突部分和樹突部分。軸突是負責把電信號傳給其他神經元的區域，而樹突是從其他神經元接受信號的區域。論文領導作者、南加州大學博士生薩曼德?阿爾巴薩姆說：“十幾年前人們就知道，蛋白質具有專門的定向性，只能進入其中一種區室。但不知道這種定向是怎么發生的，直到我們親眼目睹了它們是怎么向其中一種區室移動的。”

　　上世紀九十年代中期，科學家從水母體內分離出綠色熒光蛋白(GFP)。GFP受到藍光照射時，會發出亮綠色的熒光。用GFP做標記讓人們能看到細胞和神經元內部的蛋白質。但因為神經元內有許多不同的、互相重疊連接的路徑，至今還無法看到蛋白質在神經元內部的流動。

　　阿爾巴薩姆和同事開發出一種新技術，讓人們進一步看清了蛋白質是怎樣定向進入到兩種區室之一的。他們通過阻塞單條路徑，使浸滿了GFP的運輸泡產生堆積。運輸泡是一種攜帶膜蛋白的小泡泡，能在神經細胞內上下移動。然后用一種小分子藥物，使這些堆積的發光運輸泡在一次強光脈沖下突然釋放。論文通訊作者、南加州大學棟賽夫文理學院分子與計算生物學副教授多恩?阿諾德解釋說：“結果令人非常吃驚。我們發現那些攜帶膜蛋白質的運輸泡，應該進入樹突的并不是一開始就瞄準了樹突區室，而是兩種區室都有進入。但那些進入軸突區室的很快就停下來，被阻止進一步深入。”