熒光素酶報告基因是指以熒光素(luciferin)為底物來檢測螢火蟲熒光素酶(fireflyluciferase)活性的一種報告系統(tǒng)。熒光素酶可以催化luciferin氧化成oxyluciferin，在luciferin氧化的過程中，會發(fā)出生物熒光(bioluminescence)。

Luciferase報告基因系統(tǒng)是以熒光素(luciferin)為底物來檢測螢火蟲熒光素酶(fireflyluciferase)活性的一種報告系統(tǒng)。然后可以通過熒光測定儀也稱化學(xué)發(fā)光儀(luminometer)或液閃測定儀測定luciferin氧化過程中釋放的生物熒光。熒光素和熒光素酶這一生物發(fā)光體系，可以**靈敏、**地檢測基因的表達。是檢測轉(zhuǎn)錄因子與目的基因啟動子區(qū)DNA相互作用的一種檢測方法。

雙熒光素酶報告基因系統(tǒng)

生物體內(nèi)DNA轉(zhuǎn)錄成RNA是基因表達的關(guān)鍵過程,基因表達調(diào)控主要發(fā)生在轉(zhuǎn)錄水平�；�因分子生物學(xué)研究領(lǐng)域的趨勢之一是逐漸從基因結(jié)構(gòu)和功能分析轉(zhuǎn)到基因順式作用元件和轉(zhuǎn)錄因子及其轉(zhuǎn)錄調(diào)控機制上,對基因調(diào)控的研究將是今后相當(dāng)長一段時間內(nèi)功能基因組學(xué)研究的熱點之一。雙熒光素酶報告基因檢測(Dual- Luciferase reporter assay,DR)已成為研究轉(zhuǎn)錄因子參與基因調(diào)控的**手段,通過對啟動子DNA片段的分析,驗證啟動子結(jié)合元件的反式激活能力,探討轉(zhuǎn)錄因子在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中的分子機制 。

應(yīng)用原理

轉(zhuǎn)錄因子是一種具有特殊結(jié)構(gòu)、行使調(diào)控基因表達功能的蛋白質(zhì)分子，也稱為反式作用因子。某些轉(zhuǎn)錄因子僅與其靶啟動子中的特異序列結(jié)合，這些特異性的序列被稱為順式作用元件，轉(zhuǎn)錄因子的DNA結(jié)合域和順式作用元件實現(xiàn)共價結(jié)合，從而對基因的表達起**或增強的作用。熒光素酶報告基因?qū)嶒灒?/span>luciferase assay）是檢測這類轉(zhuǎn)錄因子和其靶啟動子中的特異順序結(jié)合的重要手段。

其原理簡述如下：

（1）構(gòu)建一個將靶啟動子的特定片段插入到熒光素酶表達序列前方的報告基因質(zhì)粒，如pGL3-basic等。

（2） 將要檢測的轉(zhuǎn)錄因子表達質(zhì)粒與報告基因質(zhì)粒共轉(zhuǎn)染293細胞或其它相關(guān)的細胞系。如果此轉(zhuǎn)錄因子能夠激活靶啟動子，則熒光素酶基因就會表達，熒光素酶的表達量與轉(zhuǎn)錄因子的作用強度成正比。

（3） 加入特定的熒光素酶底物，熒光素酶與底物反應(yīng)，產(chǎn)生熒光，通過檢測熒光的強度可以測定熒光素酶的活性，從而判斷轉(zhuǎn)錄因子是否能與此靶啟動子片段有作用。

技術(shù)流程

（1） 用生物信息學(xué)方法分析并預(yù)測啟動子區(qū)可能的轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點。

（2）設(shè)計引物用PCR法從基因組DNA中克隆所需的靶啟動子片段，將此片段插入到熒光素酶報告基因質(zhì)粒（pGL3-basic）中。

（3）篩選陽性克隆，測序。擴增克隆并提純質(zhì)粒備用。

（4） 擴增轉(zhuǎn)錄因子質(zhì)粒，提純備用。同時準備相應(yīng)的空載質(zhì)粒對照，提純備用。

（5） 培養(yǎng)293（或其它目的細胞），并接種于24孔板中，生長10-24小時（80%匯合度）。

（6） 將報告基因質(zhì)粒與轉(zhuǎn)錄因子表達質(zhì)粒共轉(zhuǎn)染細胞。

（7）提取蛋白并用于熒光素酶檢測。

（8） 加入底物，測定熒光素酶的活性。

（9） 計算相對熒光強度，并與空載對照比較。

雙熒光素酶報告基因測試∶ 結(jié)合螢火蟲和海洋腔腸熒光素酶**的共報告基因測試技術(shù)在用螢火蟲熒光素酶定量基因表達時, 通常采用**個報告基因來減少實驗的變化因素。但傳統(tǒng)的共報告基因(比如CAT,β-Gal, GUS)不夠便利,因為各自的測試化學(xué),處理要求檢測特點存在差異。Promega提供一種**的雙報告基因技術(shù),結(jié)合了螢火蟲熒光素酶測試和海洋腔腸熒光素酶測試。雙熒光素酶報告基因測試系統(tǒng),結(jié)合pRL 載體系統(tǒng),表達**個報告基因海洋腔腸熒光素酶,在單管中進行雙熒光素酶報告基因測試,快速,靈敏,簡便。

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