Directed evolution of a monomeric, bright and photostable version of <i>Clavularia</i> cyan fluorescent protein: structural characterization and applications in fluorescence imaging
Notice bibliographique
Résumé
The arsenal of engineered variants of the GFP [green FP (fluorescent protein)] from Aequorea jellyfish provides researchers with a powerful set of tools for use in biochemical and cell biology research. The recent discovery of diverse FPs in Anthozoa coral species has provided protein engineers with an abundance of alternative progenitor FPs from which improved variants that complement or supersede existing Aequorea GFP variants could be derived. Here, we report the engineering of the first monomeric version of the tetrameric CFP (cyan FP) cFP484 from Clavularia coral. Starting from a designed synthetic gene library with mammalian codon preferences, we identified dimeric cFP484 variants with fluorescent brightness significantly greater than the wild-type protein. Following incorporation of dimer-breaking mutations and extensive directed evolution with selection for blue-shifted emission, high fluorescent brightness and photostability, we arrived at an optimized variant that we have named mTFP1 [monomeric TFP1 (teal FP 1)]. The new mTFP1 is one of the brightest and most photostable FPs reported to date. In addition, the fluorescence is insensitive to physiologically relevant pH changes and the fluorescence lifetime decay is best fitted as a single exponential. The 1.19 A crystal structure (1 A=0.1 nm) of mTFP1 confirms the monomeric structure and reveals an unusually distorted chromophore conformation. As we experimentally demonstrate, the high quantum yield of mTFP1 (0.85) makes it particularly suitable as a replacement for ECFP (enhanced CFP) or Cerulean as a FRET (fluorescence resonance energy transfer) donor to either a yellow or orange FP acceptor.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».