深度制冷CCD相機在化學發(fā)光成像中的應用

　　生物機體在熱應激(或其他應激)狀態(tài)下所表現(xiàn)的以基因表達變化為特征的防御適應反應稱為熱休克反應(heat shock response，HSR)。而在熱應激(或其他應激)時新合成或者合成增多的一組蛋白質(zhì)稱為熱休克蛋白(heat shock protein，HSP)。
 

　　熱休克蛋白 Heat Shock Proteins (HSPs)，是在從細菌到哺乳動物中廣泛存在一類熱應激蛋白質(zhì)。當有機體暴露于高溫的時候，就會由熱激發(fā)合成此種蛋白，來保護有機體自身。許多熱休克蛋白具有分子伴侶活性。按照蛋白的大小，熱休克蛋白共分為五類，分別為HSP100，HSP90，HSP70，HSP60以及小分子熱休克蛋白sHSPs(small Heat Shock Proteins)。
 

　　小分子熱休克蛋白分子量為12-34KD，它的分布極為廣泛，從細菌到人的基因組里都有小分子熱休克蛋白的基因。
 

　　與其他大分子的熱休克蛋白不同的是，小分子熱休克蛋白似乎對于細胞的功能并不是*的。但是，sHSPs具有多種功能，包括賦予細胞以耐熱性以抵抗高溫，作為分子伴侶以防止蛋白聚集，對抗正常的細胞死亡，從而調(diào)節(jié)細胞的生存和死亡的平衡。能避免底物變性的sHSPs少量與底物和熱休克蛋白都有關(guān)(Rosalind et al., 1998)。
 

　　許多小分子熱休克蛋白基因一般并不表達，顯著表達小分子熱休克蛋白一般是細胞受到外部刺激的時候，比如高溫刺激。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，除了熱刺激之外還有許多物理、化學刺激可以激活小分子熱休克蛋白的表達，例如紫外線、射線、機械損傷、酸、氧化劑等等。可見，小分子熱休克蛋白是抵御外界不良刺激的重要物質(zhì)。
 

　　2015年，美國北卡羅萊納州立大學(North Carolina State University)的Colleen Doherty博士，使用英國Raptor 公司的 Eagle V相機研究植物的晝夜節(jié)律變化。Colleen Doherty博士利用基因修飾過的擬南芥在已知的熱休克基因上表達螢火蟲熒光素酶，她在植物的根部觀察到了意想不到的表達現(xiàn)象，如下圖所示，在熱休克前后約45分鐘，增加的發(fā)光在根部清晰可見。