Генетически кодируемые флуоресцентные инструменты для исследования живых систем тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.03, доктор биологических наук Чудаков, Дмитрий Михайлович

• Чудаков, Дмитрий Михайлович
• доктор биологических наук
• 2011

Оглавление диссертации доктор биологических наук Чудаков, Дмитрий Михайлович

Определения

Список сокращений ^

Введение

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ !

1.1. Происхождение и предполагаемые функции GFP-подобных белков ]

A. Происхождение GFP-подобных белков

B. Биологические функции GFP-подобных белков

1.2. Пространственная структура и разнообразие хромофоров

A. Структура GFP-подобных белков

B. Хромофор зеленых флуоресцентных белков

C. Природное разнообразие хромофоров GFP-подобных белков

D. Хромофоры и спектральные варианты мутантных вариантов ФБ З

1.3. Характеристики ФБ, существенные для практического применения

A. Яркость флуоресцентного сигнала

B. Скорость созревания хромофора

C. Фотостабилыюсть и нежелательная фотоконверсия

D. Олигомеризация и агрегация

E. рН-стабильность

1.4. Основные методы с использованием ФБ

A. Мечение белков слияния

B. Технологии фотообесцвечивания

C. Внутриклеточная локализация

D. Визуализация активности промоторов

E. Клеточные «таймеры»

F. Мечение клеток и тканей

G. Мечение ДНК и РНК

1.5. Исследование белок-белковых взаимодействий с использованием ФБ

A. Ферстеровский резонансный перенос энергии (FRET)

B. Флуоресцентная кросс-корреляционная спектроскопия (FCCS)

C. Флуоресцентная комплементация (расщепление флуоресцентных белков)

1.6. Фотоактивируемые флуоресцентные белки

A. Структурная основа для фотоактивации

B. Ключевые параметры фотоактивируемых флуоресцентных белков

C. Обратимо фотоактивируемые флуоресцентные белки

D. Необратимо фотоактивируемые флуоресцентные белки

E. Флуоресцентная микроскопия сверхвысокого разрешения

1.7. Генетически кодируемые сенсоры на основе ФБ

A. Возможности генетически кодируемых сенсоров

B. Сенсоры на основе одного ФБ без дополнительных белковых доменов

C. Сенсоры на основе ФБ, слитного с чувствительным белковым доменом

D. Сенсоры на основе эффекта FRET

E. Сенсоры на основе транслокации 107 Цели и задачи работы

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

A. Тактика и стратегия получения и оптимизации флуоресцентных белков

B. Оборудование

C. Реактивы

D. Бактериальные штаммы и клеточные линии

E. Методы исследования и анализа данных

3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. Мономерные флуоресцентные белки для мечения целевых белков

A. TagRFP: яркий красный мономерный флуоресцентный белок

B. mKate и mKate2: мономерные дальнекрасные флуоресцентные белки; tdKatushka

C. Красный «супермономерный» флуоресцентный белок

D. TagBFP: мономерный синий флуоресцентный белок на основе TagRFP

E. Мономерные белки средней части видимого спектра: TagCFP, TagGFP, TagYFP

3.2. Димерные флуоресцентные белки для мечения клеток и тканей

A. Быстро созревающий неагрегирующий зеленый ФБ TurboGFP

B. Оранжево-красные флуоресцентные белки eqFP578 и TurboRFP '

C. Дальнекрасный флуоресцентный белок Katushka

D. Батохромные варианты белка Katushka - eqFP650 и eqFP

3.3. Фотоактивируемые флуоресцентные белки

A. Высококонтрастный фотоактивируемый белок PS-CFP

B. Технология «белковых речек» на основе обратимо фотоактивируемых белков

C. Красные мономерные и «супермономерные» обратимо фотоактивируемые белки

D. Новый тип необратимой фотоконверсии зеленых флуоресцентных белков

E. Повышение фотостабильности зеленых ФБ при визуализации в живых клетках

3.4. Генетически кодируемые сенсоры

A. Сенсоры ионов кальция на основе пермутированных флуоресцентных белков

B. Высококонтрастные сенсоры на основе FRET-nap флуоресцентных белков 194 Выводы 199 Заключение 202 Благодарности 204 Список публикаций по теме диссертации 205 Список цитируемой литературы

Определения

GFP-подобный белок. Под этим понятием подразумеваются все белки, родственные белку avGFP из Aequorea victoria, то есть имеющие близкую к нему пространственную структуру, включая флуоресцентные белки (ФБ), нефлуоресцентные, но окрашенные хромобелки (ХБ), а также некоторые бесцветные варианты. Соответственно, под термином ФБ здесь мы подразумеваем именно GFP-подобные флуоресцентные белки, но не прочие варианты флуоресцирующих протеинов, такие как, например, белок iLov (Chapman et al, 2008) или билевердин-связывающий белок (Shu et al, 2009).

Нумерация аминокислотных остатков. Для удобства восприятия, нумерация аминокислотных остатков для всех GFP-подобных белков приводится в соответствии с выравниванием с белком avGFP.

Яркость. Под термином «яркость», в зависимости от контекста, подразумевается одна из двух характеристик: расчетная яркость флуоресценции, получаемая как произведение квантового выхода флуоресценции и коэффициента молярной экстинкции при максимуме возбуждения флуоресценции, либо результирующая (детектируемая) яркость флуоресцентного сигнала в живой системе, которая зависит, помимо расчетной яркости флуоресцентного белка, от ряда других параметров, таких как эффективность транскрипции и трансляции гена флуоресцентного белка, стабильность мРНК, скорость и эффективность (процент) созревания хромофора в данных условиях, скорость деградации флуоресцентного белка в живых клетках.

Фотостабильность. Устойчивость флуоресцентного белка к обесцвечиванию. До сегодняшнего дня не существует единого подхода к сравнению фотостабильности флуоресцентных белков. Более того, в условиях облучения различной мощности и длин волн, непрерывного или сканирующего облучения, в растворе и в живых клетках в различных линиях живых клеток, при различной локализации внутри клетки, одни и те же флуоресцентные белки могут характеризоваться совершенно различной относительной фотостабильностью. Мы применяли различные подходы для сравнения фотостабильности и в контексте работы следует понимать этот термин как относительную фотостабильность сравниваемых флуоресцентных белков при облучении в идентичных выбранных условиях. рКа. Для удобства сравнения, устойчивость сигнала флуоресцентных белков к изменениям значения рН принято описывать величиной кажущегося значение рКа хромофора, определяемой как значение рН, при котором яркость флуоресцентного сигнала составляет половину от максимальной. В большинстве случаев, эта величина приближенно соответствует константе диссоциации протона фенольного кольца хромофора.

Контраст. Применительно к фотоактивируемым флуоресцентным белкам: выраженность изменений флуоресцентных свойств при фотоактивации. Имеется в виду кратность возрастания яркости наблюдаемого флуоресцентного сигнала при фотоактивации из нефлуоресцентной во флуоресцентную форму, либо результирующее изменение соотношения яркости флуоресцентных сигналов при переходе белка из, например, зеленой, в красную флуоресцентную форму. Применительно к генетически кодируемым сенсорам: выраженность изменений флуоресцентных свойств при срабатывании сенсора, то есть при связывании определенного иона, взаимодействии с определенным лигандом, модификации определенным ферментом.

Список сокращений

УФ ультрафиолетовая область спектра;

ФБ флуоресцентный белок

ХБ хромобелок

ЭПР Эндоплазматический ретикулум avGFP Aequorea victoria green fluorescent protein зелёный флуоресцентный белок Aequorea victoria)

BFP blue fluorescent protein (синий флуоресцентный белок)

BiFC bimolecular fluorescence complementation бимолекулярная флуоресцентная комплементация) BRET bioluminescence resonance energy transfer биолюминесцентный резонансный перенос энергии) CFP cyan fluorescent protein (голубой флуоресцентный белок)

ESPT excited state proton transfer (эффект переноса протона при возбуждении)

FCCS fluorescence cross-correlation spectroscopy флуоресцентная кросс-корреляционная спектроскопия) FLIM fluorescence lifetime imaging microscopy (время жизни флуоресценции)

FLIP fluorescence loss in photobleaching метод затухания флуоресценции при фотообесцвечивании) FRAP fluorescence recovery after photobleaching метод восстановления флуоресценции после фотообесцвечивания) FRET forster resonance energy transfer (ферстеровский перенос энергии)

G2F globular-2 fragment (глобулярный фрагмент 2)

GFP green fluorescent protein (зелёный флуоресцентный белок)

NA numerical aperture (числовая апертура объектива)

NK natural killer (натуральные киллеры)

PALM photoactivated localization microscopy микроскопия локализованной фотоактивации) PSF point spread function (функция рассеяния точки)

RESOLFT reversible saturable optical fluorescent transition (микроскопия обратимого насыщенного оптического флуоресцентного перехода) RFP red fluorescent protein (красный флуоресцентный белок)

ROI region of interest интересующий участок, например, участок живой клетки при микроскопии) SPIM selective plane illumination microscopy микроскопия с селективным облучением плоскости)

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Генетически кодируемые флуоресцентные инструменты для исследования живых систем»

Термин GFP (green fluorescent protein) — зеленый флуоресцентный белок — сегодня известен не только ученым. Многие слышали о трансгенных флуоресцентных кроликах, свиньях и кошках, у кого-то в домашних аквариумах уже содержатся трансгенные флуоресцентные рыбы Danio rerio. Однако, почти 50 лет назад, когда первый флуоресцентный белок, avGFP, был впервые выделен О. Шимомурой и коллегами из медузы Aequorea victoria (Shimomura et al, 1962), и на протяжении 30 лет после этого открытия, изучение белков этого семейства представляло интерес лишь для узкого круга специалистов, исследовавших люминесценцию и флуоресценцию морских обитателей. Только после клонирования в 1992 году гена avGFP (Prasher et al, 1992) и демонстрации возможности использования его в качестве генетически кодируемой флуоресцентной метки для визуализации процессов in vivo (Chalfie et al, 1994), отношение к теме флуоресцентных белков принципиально изменилось.

Уникальность флуоресцентного белка как генетически кодируемого маркера, обладающего низкой токсичностью, высокой яркостью и фотостабильностью флуоресцентного сигнала, а также независимость возникновения флуоресценции от наличия специфических субстратов или воздействия ферментов, вызвали резкий рост интереса к новым открывшимся возможностям для in vivo микроскопии. ФБ быстро превратились в эффективный инструмент для визуализации объектов, структур и процессов в живых клетках и организмах. Интерес исследователей к структуре, биохимии и биофизике ФБ привел к стремительному росту числа научных публикаций, посвященных ФБ и их применению для решения задач молекулярной и клеточной биологии (рис. 1).

Ряд гомологичных белков этого семейства был найден у организмов родов Hydrozoa и Anthozoa, обладающих биолюминесценцией (биологической формой хемилюминесценции). Возбуждение флуоресценции в этих белках происходит после поглощения биолюминесцентной энергии (так называемый биолюминесцентный резонансный перенос энергии, Bioluminescence Resonance Energy Transfer, BRET). r- 2500

1962

1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 открытие GFP из Aequorea victoria клонирование гена GFP

ФБ и ХБ из коралловых полипов

ФБ из рачков ФБ из ланцет -копепод никое, гребневика структура структура GFP структура хромофора DsRed структура хромофора Kaede

Нобелевская премия за GFP

-2000

- 1500

- 1000 -500 мечение биосенсоры биосенсоры на микроскопия при помощи на Основе основе пермути- сверх-высокого GFP FRET рованных ФБ разрешения

CFP YFP пермути- Фото- улучшенные варианты

BFP рованный активируемые BFPs, YFPs, RFPs,

ФБ ФБ дальнекрасные ФБ

Рисунок 1. Временная шкала основных событий в области исследования и применения GFP-подобных белков. Зеленым цветом окрашены ключевые моменты в области изучения природного разнообразия; синим - в области исследования структур и хромофоров; оранжевым - разработка новых вариантов ФБ; фиолетовым - появление новых технологий на основе ФБ. Схематичные рисунки над шкалой показывают представителей соответствующих групп организмов, несущих ФБ и ХБ (слева направо: медузы, морские анемоны, копеподы, ланцетники). Столбцы над шкалой показывают число научных статей за соответствующий год, которые находятся в базе данных PubMed при поиске с использованием термина "green fluorescent protein" (этот поиск, безусловно, не дает полной информации, но отражает общую динамику публикаций, посвященных изучению и применению ФБ).

Позднее GFP-подобные белки были также обнаружены и у морских существ, не имеющих биолюминесценции, в том числе красные ФБ (Matz et al, 1999), а также нефлуоресцентные окрашенные хромобелки (ХБ) (Lukyanov et al, 2000) из коралловых полипов. Дальнейшие исследования показали существование GFP-подобных белков и у эволюционно далеких организмов, таких как ракообразные (Shagin et al, 2004), гребневики (патентная заявка W02008041107) и даже хордовые (ланцетники) (Deheyn et al, 2007) (см. раздел 1.1.)- Вслед за расшифровкой структуры хромофора avGFP ((Shimomura, 1979), уточнена в работе (Cody et al, 1993)), был описан ряд вариантов хромофоров у других природных ФБ, таких как красные хромофоры типа DsRed (Gross et al, 2000) и Kaede (Mizuno et al, 2003) и другие (см. раздел 1.2.).

Дальнейшее усовершенствование ФБ с различными спектральными характеристиками открыло новые горизонты для разработки принципиально новых методов исследования живых систем. В современной науке ФБ находят применение для исследования организации и функционирования живых систем на самых разных уровнях. ФБ, гены которых встроены в одну рамку считывания с интересующим исследователя белком, позволяют визуально исследовать его локализацию, перемещение, скорость деградации, и даже «старение» (т.е. определять время, прошедшее с момента синтеза белка) в живых системах. Разнообразие ФБ позволяет одновременно использовать несколько меток разных цветов при исследовании локализации и взаимодействия различных белков в клетке. Фотоактивируемые ФБ позволяют отслеживать помеченные ими молекулы в пространстве и времени, а также добиваться сверх-высокого разрешения методами флуоресцентной микроскопии. Нуклеиновые кислоты также могут быть помечены с помощью ФБ с использованием ДНК и РНК-связывающих белковых доменов. ФБ, снабженные специфическими сигналами локализации, направляются в клеточные органеллы, позволяя исследовать их морфологию, наблюдать процессы их слияние и расхождения, а также, например, сегрегацию в процессе клеточного деления. ФБ используются как инструмент для мечения индивидуальных клеток и определенных тканей, позволяя наблюдать их морфологию, локализацию, изменение (например, в процессе эмбрионального развития или роста опухоли), стадии митоза клетки и другие важнейшие клеточные события. Наконец, целые организмы могут быть помечены с помощью флуоресцентных белков для того, например, чтобы отличить трансгенный организм от организма дикого типа.

С использованием ФБ могут проводиться и более сложные функциональные исследования. Стала возможным визуализация белок-белковых взаимодействий в живых клетках (см. раздел 1.5.), прямое наблюдение включения и выключения интересующего исследователя промотора, ко-активации двух промоторов и, ретроспективно, «истории» активации промотора на уровне целого организма. Яркие и быстро созревающие ФБ, «клеточные часы» и «таймеры» на основе ФБ, составляют мощный инструментарий для ученого, исследующего процессы в живых тканях в реальном времени (см. раздел 1.4.). Флуоресцентные сенсоры, составляющие обширную область применения ФБ, основаны на изменении спектральных характеристик молекулы под воздействием окружающей среды. Такие, полностью генетически кодируемые, сенсоры позволяют визуально определять активность исследуемых белков (например, киназ или протеаз), концентрации внутриклеточных ионов, различных метаболитов и медиаторов (Н+, Са , СГ , Н2О2, цАМФ, и др.), а также другие параметры в живых клетках и тканях (см. раздел 1.7.).

Совокупность методов на основе ФБ вывела возможности современной молекулярной и клеточной биологии на новый уровень. Весь описанный арсенал методов с использованием ФБ может применяться и активно применяется не только в фундаментально-научных исследованиях, но и для масштабного скрининга лекарственных препаратов, и в доклинических испытаниях на лабораторных животных. Не случайно достижения в области ФБ были отмечены нобелевской премией 2008 года «за открытие и разработку методов использования ФБ». Доступная сегодня палитра ФБ является результатом интенсивного исследования их природного разнообразия и биохимии. Перспективы практического применения ФБ вдохновляли исследователей на подробное изучение филогении ФБ и их биологических функций, пространственной организации ФБ, химической структуры и механизма формирования их хромофоров, оптических характеристик и их структурных детерминант. В ходе исследования ФБ было сделано множество интересных открытий и сформулирован ряд важных вопросов в области биохимии, молекулярной эволюции, физиологии и экологии морских обитателей (см. раздел 1.1.), В свою очередь, фундаментальные открытия в области биохимии ФБ нередко выливались в создание новых вариантов ФБ и технологий, имеющих практическое применение.

Таким образом, клонирование в 1992 году гена зеленого флуоресцентного белка из гидромедузы Aequorea victoria положило начало разработке целого арсенала инструментов и методов для изучения живых систем. Тем не менее, долгое время многие достижения носили скорее теоретический характер. Можно выделить две ключевые проблемы, стоявшие перед разработчиками новых генетически кодируемых флуоресцентных инструментов.

Первая - расширение палитры спектральных вариантов флуоресцентных белков до крайних областей видимого спектра — синей (максимум эмиссии флуоресценции при 440-460 нм) и дальнекрасной (максимум эмиссии флуоресценции выше 630 нм). Особый интерес, как эффективный инструмент для визуализации объектов в модельных животных, представляли дальнекрасные флуоресцентные белки, длинноволновое излучение которых наиболее эффективно проникает через толщу живых тканей. Полученные до настоящей работы варианты дальнекрасных флуоресцентных белков характеризовались крайне низкой яркостью флуоресценции и низкой фотостабильностью, что делало эти белки практически непригодными для реального применения. По тем же причинам, не находили применения на практике известные синие флуоресцентные белки.

Вторая проблема состояла в том, что практически все открытые природные флуоресцентные белки (за исключением avGFP) имели олигомерную структуру и были непригодны для исследования локализации белков, отслеживания белок-белковых взаимодействий и других исследований, в которых требуется получение конструкций слияния с целевым белком. Полученные путем мутагенеза природных белков мономерные красные флуоресцентные варианты отличались низкой яркостью сигнала, и достаточно низким, по сравнению с природными мономерными зелеными флуоресцентными белками, качеством работы в составе белков слияния. Известные обратимо фотоактивируемые флуоресцентные белки характеризовались тетрамерной природой, что делало невозможным их применение для фотомечения исследуемых белков, в том числе для развивающихся технологий флуоресцентной микроскопии сверхвысокого разрешения.

Оставался также ряд других значимых проблем, решение которых было актуально на момент начала выполнения данной работы. Так, время полусозревания хромофора составляло для большинства полученных флуоресцентных белков многие десятки минут и даже часы, что затрудняло их применение в экспериментальных системах, требующих быстрого появления флуоресцентного сигнала. Полученные генетически кодируемые сенсоры на основе флуоресцентных белков отличались низким динамическим диапазоном изменений флуоресцентного сигнала при ответе на детектируемые ионы или исследуемую активность, что существенно осложняло получение достоверных результатов.

Настоящая работа была направлена на системное решение перечисленных выше проблем и создание панели эффективных молекулярных инструментов на основе флуоресцентных белков, способных вывести современные технологии микроскопии и in vivo имиджинга на качественно новый уровень.

1. Обзор литературы

Настоящий обзор литературы обобщает современные представления о структуре, биохимии и эволюции уникального семейства ОБР-подобных белков, а таюке описывает многообразие существующих методов экспериментальной биологии, основанных на их применении.

Заключение диссертации по теме «Молекулярная биология», Чудаков, Дмитрий Михайлович

Выводы

1. Получена палитра из 8 ярких мономерных флуоресцентных белков для мечения целевых белков, с максимумами эмиссии от 457 до 635 нм. Белки TagBFP, TagCFP, TagRFP и шКа1е2, максимумы эмиссии флуоресценции которых приходятся на 457, 480, 584 и 633 нм, соответственно, характеризуются самой высокой расчетной яркостью среди мономерных флуоресцентных белков своих цветовых классов. Белок РизюпЕ.ес1 превосходит все прочие красные флуоресцентные белки по качеству работы в составе белков слияния.

2. Получена палитра из 7 димерных флуоресцентных белков с максимумами эмиссии от 502 до 670 нм, характеризующихся высокой скоростью созревания хромофора. Показано, что высокая скорость созревания белка ТигЬоСРР обусловлена наличием специфичного канала в структуре белка, ведущего к фенольному кольцу хромофора. Показано, что белки КаШэЬка и едРР650, благодаря сочетанию высокой расчетной яркости и дальнекрасной флуоресценции, являются лучшими маркерами для визуализации в толще тканей в живых модельных животных. Полученный белок eqFP670 характеризуется самой длинноволновой эмиссией флуоресценции среди когда-либо разработанных флуоресцентных белков.

3. Получен ряд мономерных фотоактивируемых флуоресцентных белков, характеризуемых высокой расчетной яркостью и фотостабильностью активируемого флуоресцентного сигнала, применимых для технологий флуоресцентной микроскопии сверхвысокого разрешения. Предложена технология «белковых речек», позволяющая повысить разрешение изображения при отслеживании быстрой диффузии белков в живых клетках с использованием повторных циклов обратимой фотоактивации.

4. Открыта способность зеленых флуоресцентных белков к необратимой фотоконверсии в красную форму в присутствии акцепторов электронов, в качестве которых могут выступать как неорганические, так и органические окислители. Показано, что в этой реакции зеленый флуоресцентный белок выступает в качестве эффективного свето-индуцируемого донора электронов. Показано, что окислительная фотоконверсия зеленых флуоресцентных белков может быть индуцировара в живых эукариотических клетках и трансгенных животных за счет внутриклеточных акцепторов электронов.

5. Показано, что фотостабильность зеленых флуоресцентных белков в живых клетках может быть значительно (до 10 раз) повышена за счет снижения эффективности окислительной фотоконверсии, путем удаления из среды рибофлавина и некоторых других витаминов, способных выступать в качестве электрон-акцепторов.

6. Получены генетически кодируемые сенсоры ионов кальция на основе пермутированного флуоресцентного белка, характеризуемые более чем 10-кратным возрастанием яркости флуоресценции в субмикромолярном диапазоне измеряемых концентраций. Оптимизированные варианты сенсоров, Case 12 и Case 16, характеризуются быстрым созреванием хромофора при 37°С и высокой расчетной яркостью флуоресценции. Продемонстрирована высокая эффективность полученных сенсоров в живых клетках и тканях, в том числе в органотипических срезах мозга.

7. Получены данные о структурно-функциональной организации кальциевых сенсоров на основе пермутированных флуоресцентных белков. Показано, что в промежуточной конформации, в которой только два из четырех кальций-связывающих участков кальмодулина заняты ионами кальция, сенсоры характеризуются лишь частичным взаимодействием кальмодулина с пептидом М13. Показано, что при высоких концентрациях сенсора в присутствии ионов кальция формируются нефункциональные гомодимеры.

8. Получен ряд генетически кодируемых сенсоров на основе эффекта FRET между двумя флуоресцентными белками, в том числе сенсоры специфичных протеазных активностей: фактора Ха, каспазы-3, гранзима В, а также сенсор мембранного потенциала. Показано, что полученные сенсоры характеризуются высоким изменением соотношения пиков эмиссии в ответ на детектируемые процессы. Высокая яркость флуоресценции, низкая рН-зависимость флуоресцентного сигнала, высокая фотостабильность и выраженный флуоресцентный ответ позволяют применять эти сенсоры в качестве надежных репортеров в фундаментальных и прикладных исследованиях.

Заключение

В настоящей работе было получено новое поколение генетически кодируемых флуоресцентных маркеров и инструментов, принципиально расширивших возможности для визуализации объектов и процессов при исследовании живых систем.

Решение проблемы олигомеризации флуоресцентных белков позволило создать панель ярких мономерных флуоресцентных маркеров со спектрами флуоресценции, покрывающими всю область видимого спектра. Благодаря этому, стало возможным проводить многоцветное мечение целевых белков и органелл в живых клетках, существенно расширились возможности для отслеживания взаимодействия целевых белков и изменения внутриклеточных параметров с использованием эффекта FRET.

Полученные мономерные фотоактивируемые флуоресцентные белки позволяют отслеживать перераспределение целевых белков в живых клетках, и применимы для технологий флуоресцентной микроскопии сверхвысокого разрешения, в том числе двухцветной.

Полученные яркие дальнекрасные флуоресцентные белки позволяют эффективно визуализировать клетки и ткани в теле интактных живых модельных организмов, а быстросозревающие флуоресцентные белки -регистрировать активность и исследовать динамику работы промоторов исследуемых генов.

Открыта способность зеленых флуоресцентных белков выступать в качестве эффективных свето-индуцируемых доноров электронов. Это открытие имеет непосредственное практическое значение для приложений флуоресцентных белков, и, в частности, позволило многократно повысить фотостабильность зеленых ФБ при визуализации в живых клетках. С другой стороны, огромный фундаментальный интерес представляет вероятная связь этого свойства зеленых ФБ с их функциональной ролью в морских организмах.

Получен ряд генетически кодируемых сенсоров, характеризующихся высоким динамическим диапазоном флуоресцентного ответа, позволяющих достоверно детектировать изменения, происходящие в живых клетках. Принципы организации и флуоресцентные домены полученных сенсоров могут в дальнейшем служить основой для создания высококонтрастных сенсоров с различной специфичностью.

Большинство полученных в данной работе инструментов и технологий уже сегодня находят широкое применение в области молекулярной и клеточной биологии, биологии развития, канцерогенеза, иммунологии, нейробиологии и фармакологии; они активно используются в сотнях лабораторий и компаний по всему миру, как в фундаментальных, так и в прикладных исследованиях.

Благодарности

Автор не берется перечислить всех, кому должен быть благодарен за возможность плодотворно работать в такой увлекательной области фундаментальной и прикладной науки.

Хочу поблагодарить сотрудников Отдела геномики и постгеномных технологий, включающего сегодня целый ряд лабораторий и групп, сотрудников взаимодействующих с нами лабораторий ИБХ РАН, в первую очередь Лаборатории молекулярных основ эмбриогенеза, Лаборатории рентгеноструктурного анализа, Лаборатории биокатализа, Лаборатории оптической микроскопии и спектроскопии биомолекул, Лаборатории клеточных взаимодействий, Группы химии хромопротеинов, а также технопарка ИБХ и компании Евроген.

Хочу выразить глубокую признательность своим наставникам, Сергею и Константину Лукьяновым, за постоянную поддержку и предоставленную с самого начала работы свободу эксперимента.

Отдельно хочу поблагодарить людей, благодаря которым когда-то ощутил вкус научной работы, в первую очередь Екатерину Мерзляк, Михаила Матца, Юлию Малееву.

Благодарю своих оппонентов: члена-корреспондента РАН, Сергея Михайловича Деева, доктора химических наук, профессора, Александра Павловича Савицкого, доктора биологических наук, Андрея Валентиновича Васильева, представителя ведущей организации - доктора биологических наук, Дмитрия Борисовича Зорова.

Благодарю членов диссертационного совета ИБХ РАН.

Благодарю свою семью, свою жену, своих друзей.

Список публикаций по теме диссертации

Обзоры:

1. Chudakov D.M., Matz, M.V., Lukyanov S., Lukyanov К.A. Fluorescent Proteins and their Applications in Imaging Living Cells and Tissues. Physiological Reviews, 2010 Jul;90(3):l 103-63.

2. Lukyanov KA, Serebrovskaya EO, Lukyanov S, Chudakov DM. Fluorescent proteins as light-inducible photochemical partners. Photochem Photobiol Sci. 2010 Oct 28;9(10):1301-6.

3. Шкроб M.A., Мишин A.C., Чудаков Д.М., Лабас Ю.А., Лукьянов К.А. Хромобелки семейства зеленого флуоресцентного белка: свойства и применение. Биоорган, химия, 2008;34(5):581—590.

4. Суслова Е.А., Чудаков Д.М. Генетически кодируемые внутриклеточные сенсоры на основе флуоресцентных белков. Биохимия, 2007;72(7):683-97.

5. Chudakov D.M., Lukyanov S., Lukyanov К.А. Fluorescent proteins as a toolkit for in vivo imaging. Trends Biotechnol. 2005, 23, 605-613.

6. Lukyanov K.A., Chudakov D.M., Lukyanov S., Verkhusha Y.V. Photoactivatable fluorescent proteins. Nature Review Mol. Cell Biol. 2005, 6, 885-891.

7. Чудаков Д.М., Лукьянов К.А. Использование зеленого флуоресцентного белка (GFP) и его гомологов для изучения подвижности белков in vivo. Биохимия, 2003, 68, 1166-1172.

Статьи:

8. Verkhusha W, Chudakov DM, Gurskaya NG, Lukyanov S, Lukyanov KA. Common pathway for the red chromophore formation in fluorescent proteins and chromoproteins. С h em Biol. 2004, 11:845-54.

9. Bulina ME, Lukyanov KA, Yampolsky IV, Chudakov DM, Staroverov DB, Shcheglov AS, Gurskaya NG, Lukyanov S. New class of blue animal pigments based on frizzled and kringle protein domains. J Biol Chem. 2004, 279:43367-70.

10. Chudakov DM, Verkhusha VV, Staroverov DB, Souslova EA, Lukyanov S, Lukyanov KA. Photoswitchable cyan fluorescent protein for protein tracking. Nature Biotech. 2004, 22, 1435-1439.

11. Quillin ML, Anstrom DM, Shu X, O'leary S, Kallio K, Chudakov DM, Remington SJ. Kindling Fluorescent Protein from Anemonia sulcata: Dark-State Structure at 1.38 A Resolution. Biochemistry. 2005, 44:5774-5787.

12. Shkrob MA, Yanushevich YG, Chudakov DM, Gurskaya NG, Labas YA, Poponov SY, Mudrik NN, Lukyanov S, Lukyanov KA. Far-red fluorescent proteins evolved from a blue chromoprotein from Actinia equina. Biochem J. 2005, 392: 649-654.

13. Souslova EA, Chudakov DM. Photoswitchable cyan fluorescent protein as a FRET donor. Microsc Res Tech. 2006, 69, 207-209.

14. Bulina ME*, Chudakov DM*, Britanova OV, Yanushevich YG, Staroverov DB, Chepurnykh TV, Merzlyak EM, Shkrob MA, Lukyanov S, Lukyanov KA. A genetically encoded photosensitizer. Nature Biotech. 2006, 24, 95-99. ^Contributed equally.

15. Bulina ME, Lukyanov KA, Britanova OV, Onichtchouk D, Lukyanov S, Chudakov DM. Chromophore-assisted light inactivation (CALI) using the phototoxic fluorescent protein KillerRed. Nature Protocols 2006, 1, 947-953.

16. Chudakov DM, Chepurnykh TV, Belousov W, Lukyanov S, Lukyanov KA. Fast and precise protein tracking using repeated reversible photoactivation. Traffic 2006, 7, 1304-1310.

17. Evdokimov AG, Pokross ME, Egorov NS, Zaraisky AG, Yampolsky IV, Merzlyak EM, Shkoporov AN, Sander I, Lukyanov KA, Chudakov DM. Structural basis for the fast maturation of Arthropoda green fluorescent protein. EMBO Rep. 2006, 7, 1006-1012.

18. Shcherbo D, Merzlyak EM, Chepurnykh TV, Fradkov AF, Ermakova GV, Solovieva EA, Lukyanov KA, Bogdanova EA, Zaraisky AG, Lukyanov S, Chudakov DM. Bright far-red fluorescent protein for whole-body imaging. Nature Methods. 2007, 4, 741-746.

19. Merzlyak EM, Goedhart J, Shcherbo D, Bulina ME, Shcheglov AS, Fradkov AF, Gaintzeva A, Lukyanov KA, Lukyanov S, Gadella TW, Chudakov DM. Bright monomeric red fluorescent protein with an extended fluorescence lifetime. Nature Methods. 2007, 4, 555-557.

20. Chudakov DM, Lukyanov S, Lukyanov KA. Using photoactivatable fluorescent protein Dendra2 to track protein movement. Biotechniques. 2007, 42:553, 555, 557.

21. Souslova EA, Belousov VV, Lock J, Stromblad S, Kasparov S, Bolshakov AP, Pinelis VG, Labas YA, Lukyanov S, Mayr LM, Chudakov DM. Single fluorescent protein-based Ca2+ sensors with increased dynamic range. BMC Biotechnol. 2007, 7:37.

22. Chudakov DM, Lukyanov S, Lukyanov KA. Tracking intracellular protein movements using photoswitchable fluorescent proteins PS-CFP2 and Dendra2. Nature Protoc. 2007, 2, 2024-2032.

23. Плетнева Н.В., Плетнев С.В., Чудаков Д.М., Тихонова Т.В., Попов В.О., Мартынов В.И., Влодавер А., Даутер 3., Плетнев В.З. Пространственная структура желтого флуоресцентного белка zYFP538 (Zoanthus sp.) при разрешении 1.8 А Биоорган, химия. 2007, 33; 421-430.

24. Subach ОМ, Gundorov IS, Yoshimura М, Subach FV, Zhang J, Gruenwald D, Souslova EA, Chudakov DM, Verkhusha VV. Conversion of red fluorescent protein into a bright blue probe. Chem Biol. 2008 Oct 20; 15(10).

25. Pletnev S, Shcherbo D, Chudakov DM, Pletneva N, Merzlyak EM, Wlodawer A, Dauter Z, Pletnev V.A Crystallographic Study of Bright Far-Red Fluorescent Protein mKate Reveals pH-induced cis-trans Isomerization of the Chromophore. J Biol Chem. 2008 Oct 24;283(43):28980-7.

26. М.Ю. Захарова, C.A. Дубилей, Д.М. Чудаков, А.Г. Габибов, И.Г. Шемякин, А.В. Колесников. Субстратная специфичность летального фактора сибирской язвы .Докл. Академии Наук. 2008;418:14-7. (получен и использован сенсор на основе FRET-пары флуоресцентных белков).

27. Shcherbo D, Murphy CS, Ermakova GV, Solovieva EA, Chepurnykh TV, Shcheglov AS, Verkhusha W, Pletnev VZ, Hazelwood KL, Roche PM, Lukyanov S, Zaraisky AG, Davidson MW, Chudakov DM. Far-red fluorescent tags for protein imaging in living tissues. Biochem J. 2009 Mar 15;418(3):567-74.

28. Mutoh H, Perron A, Dimitrov D, Iwamoto Y, Akemann W, Chudakov DM, Knopfel T. Spectrally-resolved response properties of the three most advanced FRET based fluorescent protein voltage probes. PLoS ONE. 2009;4(2):e4555.

29. Shcherbo D, Souslova EA, Goedhart J, Chepurnykh TV, Gaintzeva A, Shemiakina II, Gadella TW, Lukyanov S, Chudakov DM. Practical and reliable FRET/FLIM pair of fluorescent proteins. BMC Biotechnol. 2009 Mar 25;9:24.

30. Zakharova MY, Kuznetcov NA, Dubiley SA, Kozyr AV, Fedorova OS, Chudakov DM, Knorre DG, Shemyakin IG, Gabibov AG, Kolesnikov AV. Substrate recognition of anthrax lethal factor examined by combinatorial and pre-steady-state kinetic approaches. J Biol Chem. 2009 Jul 3;284(27): 1790213. (получен и использован сенсор на основе FRET-пары флуоресцентных белков).

31. Bogdanov AM, Mishin AS, Yampolsky IV, Belousov VV, Chudakov DM, Subach FV, Verkhusha VV, Lukyanov S, Lukyanov KA. Green fluorescent proteins are light-induced electron donors. Nature Chem Biol. 2009 Jul;5(7):459-61.

32. Pletnev S, Gurskaya NG, Pletneva NV, Lukyanov KA, Chudakov DM, Martynov VI, Popov VO, Kovalchuk MV, Wlodawer A, Dauter Z, Pletnev V. Structural basis for phototoxicity of the genetically encoded photosensitizer KillerRed. J Biol Chem. 2009 Nov 13;284(46):32028-39.

33. Bogdanov AM, Bogdanova EA, Chudakov DM, Gorodnicheva TV, Lukyanov S, Lukyanov KA. Cell culture medium affects GFP photostability: a solution. Nature Methods. 2009 Dec;6(12):859-60.

34. Guo F, Liu B, Tang F, Lane S, Souslova EA, Chudakov DM, Paton JF, Kasparov S. Astroglia are a possible cellular substrate of angiotensin(l-7) effects in the rostral ventro-lateral medulla. Cardiovasc Res. 2010 Aug l;87(3):578-84. (тестирование и применение генетически кодируемого кальциевого сенсора Case 12).

35. Koutsopolous OS, Laine D., Osellame LD, Chudakov DM, Parton RG, Frazier AE, Ryan MT. Human Miltons associate with mitochondria and induce microtubule-dependent remodeling of mitochondrial networks. BBA -Molecular Cell Research, 2010 May;1803(5):564-74. (тестирование и применение флуоресцентных и фотоактивируемых флуоресцентных белков).

36. JL Чжан, Н. Г. Гурская, Е. Е. Копанцева, Н. Н. Мудрик, JI. Л. Вагнер, К. А. Лукьянов, Д. М. Чудаков. Выявление аминокислотных остатков, ответственных за способность к обратимой фотоконверсии мономерного красного флуоресцентного белка TagRFP. Биоорган, химия, 2010, 36(2); 187-192.

37. Zhdanov AV, Ward MW, Taylor CT, Souslova EA, Chudakov DM, Prehn JH, Papkovsky DB. Extracellular calcium depletion transiently elevates oxygen consumption in neurosecretory PC 12 cells through activation of mitochondrial Na(+)/Ca(2+) exchange. Biochim Biophys Acta. 2010 Sep;1797(9):1627-1637. (тестирование и применение генетически кодируемого кальциевого сенсора Case 12).

38. Leder L, Stark W, Freuler F, Marsh M, Meyerhofer M, Stettler T, Mayr LM, Britanova OV, Strukova LA, Chudakov DM, Souslova EA. The Structure of Ca2+ Sensor Case 16 Reveals the Mechanism of Reaction to Low Ca2+ Concentrations. Sensors. 2010, 10(9), 8143-8160; doi:10.3390/sl00908143.

39. Shcherbo D, Shemiakina II, Ryabova AV, Luker KE, Schmidt ВТ, Souslova EA, Gorodnicheva TV, Strukova L, Shidlovskiy KM, Britanova OV, Zaraisky AG, Lukyanov KA, Loschenov VB, Luker GD, Chudakov DM. Near-infrared fluorescent proteins. Nature Methods. 2010 Oct;7(10):827-9.

40. Teh C, Chudakov DM, Poon K, Mamedov IZ, Sek J, Shidlovsky K, Lukyanov S, and Korzh V. Optogenetic in vivo cell manipulation in KillerRed-expressing zebrafish transgenics. BMC Developmental Biology. 2010 Nov 2; 10:110.

41. M. Figueiredo, S. Lane, F. Tang, B-H. Liu, N. Marina, V. Kasymov, E. A. Souslova, D.M. Chudakov, A. Gourine, A.G. Teschemacher, S. Kasparov. Optogenetic experimentation on astrocytes. Experimental Physiology. 2011 Jan;96(l):40-50.

42. Light-induced blockage of cell division with a chromatin-targeted phototoxic fluorescent protein. Serebrovskaya EO, Gorodnicheva TV, Ermakova GV, Solovieva EA, Sharonov GV, Zagaynova EV, Chudakov DM, Lukyanov S, Zaraisky AG, Lukyanov KA. Biochem J. 2011 doi:10.1042/BJ20101217.

Главы в книгах:

1. Chudakov D.M., and Lukyanov K.A. (2005) Using photoactivatable GFPs to study protein dynamics and function. In Jorde, L.B., Little, P.F.R., Dunn, MJ. and Subramaniam, S. (Eds), Encyclopedia of Genetics, Genomics, Proteomics and Bioinformatics. John Wiley & Sons Ltd, Chichester, 2129-2137.

2. Lukyanov K.A., Chudakov D.M., Fradkov A.F., Labas Y.A., Matz M.V. and Lukyanov SA. (2005) Discovery and properties of GFP-like proteins from non-bioluminescent Anthozoa In: Green fluorescent protein: properties, applications and protocols. 2nd edition, Chalfie, M., Kain, S., Eds., John Wiley & Sons Ltd, New Jersey, 121-138.

Патенты:

1. United States Patent 7,638,615. Fluorescent proteins and methods for using same. Issued December 29, 2009, Inventors: Lukyanov; Sergey A. (Moscow, RU), Chudakov; Dmitry M. (Moscow, RU).

2. Европейский патент ЕР 1994149 - Novel fluorescent proteins and methods for using same. Inventors: Lukyanov; Sergey A. (Moscow, RU), Chudakov; Dmitry M. (Moscow, RU).

3. Патент РФ № 2395581. Новые флуоресцентные белки из Entacmaea quadricolor и способ их получения. Авторы: Лукьянов Сергей Анатольевич (RU), Чудаков Дмитрий Михайлович (RU).

Список литературы диссертационного исследования доктор биологических наук Чудаков, Дмитрий Михайлович, 2011 год

1. Abbe E (1873) Beitrage zur Theorie des Mikroskops und der mikroskopischen Wahrmehmung. Arc F Mikr Anat 9: 413-420

2. Ai HW, Hazelwood KL, Davidson MW, Campbell RE (2008) Fluorescent protein FRET pairs for ratiometric imaging of dual biosensors. Nat Methods 5: 401-403

3. Ai HW, Shaner NC, Cheng Z, Tsien RY, Campbell RE (2007) Exploration of new chromophore structures leads to the identification of improved blue fluorescent proteins. Biochemistry 46: 5904-5910

4. Alieva NO, Konzen KA, Field SF, Meleshkevitch EA, Hunt ME, Beltran-Ramirez V, Miller DJ, Wiedenmann J, Salih A, Matz MV (2008) Diversity and evolution of coral fluorescent proteins. PLoS ONE 3: e2680

5. Ando R, Flors C, Mizuno H, Hofkens J, Miyawaki A (2007) Highlighted generation of fluorescence signals using simultaneous two-color irradiation on Dronpa mutants. Biophys J 92: L97-99

6. Ando R, Hama H, Yamamoto-Hino M, Mizuno H, Miyawaki A (2002) An optical marker based on the UV-induced green-to-red photoconversion of a fluorescent protein. Proc Natl Acad Sei U S A 99: 12651-12656

7. Ando R, Mizuno H, Miyawaki A (2004) Regulated fast nucleocytoplasmic shuttling observed by reversible protein highlighting. Science 306: 1370-1373

8. Andresen M, Stiel AC, Foiling J, Wenzel D, Schonle A, Egner A, Eggeling C, Hell SW, Jakobs S (2008) Photoswitchable fluorescent proteins enable monochromatic multilabel imaging and dual color fluorescence nanoscopy. Nat Biotechnol 26: 1035-1040

9. Andresen M, Stiel AC, Trowitzseh S, Weber G, Eggeling C, Wahl MC, Hell SW, Jakobs S (2007) Structural basis for reversible photoswitching in Dronpa. Proc Natl Acad Sei U S A 104: 13005-13009

10. Andresen M, Wahl MC, Stiel AC, Grater F, Schafer LV, Trowitzseh S, Weber G, Eggeling C, Grubmuller H, Hell SW et al (2005) Structure and mechanism of the reversible photoswitch of a fluorescent protein. Proc Natl Acad Sei USA 102: 13070-13074

11. Ashby MC, Ibaraki K, Henley JM (2004) It's green outside: tracking cell surface proteins with pH-sensitive GFP. Trends Neurosci 27: 257-261

12. Ataka K, Pieribone VA (2002) A genetically targetable fluorescent probe of channel gating with rapid kinetics. Biophys J 82: 509-516

13. Awaji T, Hirasawa A, Shirakawa H, Tsujimoto G, Miyazaki S (2001) Novel green fluorescent protein-based ratiometric indicators for monitoring pH in defined intracellular microdomains. Biochem Biophys Res Commun 289: 457-462

14. Bacia K, Kim SA, Schwüle P (2006) Fluorescence cross-correlation spectroscopy in living cells. Nat Methods 3: 83-89

15. Baehler PJ, Biondi RM, van Bemmelen M, Veron M, Reymond CD (2002) Random insertion of green fluorescent protein into the regulatory subunit of cyclic adenosine monophosphate-dependent protein kinase. Methods Mol Biol 183: 5768

16. Baird GS, Zacharias DA, Tsien RY (1999) Circular permutation and receptor insertion within green fluorescent proteins. Proc Natl Acad Sei USA 96: 11241-11246

17. Baird GS, Zacharias DA, Tsien RY (2000) Biochemistry, mutagenesis, and oligomerization of DsRed, a red fluorescent protein from coral. Proc Natl Acad Sei US A 97: 11984-11989

18. Baker BJ, Mutoh H, Dimitrov D, Akemann W, Perron A, Iwamoto Y, Jin L, Cohen LB, Isacoff EY, Pieribone VA et al (2008) Genetically encoded fluorescent sensors of membrane potential. Brain Cell Biol 36: 53-67

19. Baltrusch S, Lenzen S (2008) Monitoring of glucose-regulated single insulin secretory granule movement by selective photoactivation. Diabetologia 51: 989996

20. Barondeau DP, Kassmann CJ, Tainer JA, Getzoff ED (2002) Structural chemistry of a green fluorescent protein Zn biosensor. J Am Chem Soc 124: 3522-3524

21. Bastiaens PI, Squire A (1999) Fluorescence lifetime imaging microscopy: spatial resolution of biochemical processes in the cell. Trends Cell Biol 9: 48-52

22. Baudendistel N, Muller G, Waldeck W, Angel P, Langowski J (2005) Two-hybrid fluorescence cross-correlation spectroscopy detects protein-protein interactions in vivo. Chemphyschem 6: 984-990

23. Baumann D, Cook M, Ma L, Mushegian A, Sanders E, Schwartz J, Yu CR (2008) A family of GFP-like proteins with different spectral properties in lancelet Branchiostoma floridae. Biol Direct 3: 28

24. Beach DL, Salmon ED, Bloom K (1999) Localization and anchoring of mRNA in budding yeast. CurrBiol 9: 569-578

25. Belousov VV, Fradkov AF, Lukyanov KA, Staroverov DB, Shakhbazov KS, Terskikh AV, Lukyanov S (2006) Genetically encoded fluorescent indicator for intracellular hydrogen peroxide. Nat Methods 3: 281-286

26. Bertrand E, Chartrand P, Schaefer M, Shenoy SM, Singer RH, Long RM (1998) Localization of ASH1 mRNA particles in living yeast. Mol Cell 2: 437-445

27. Bomati EK, Manning G, Deheyn DD (2009) Amphioxus encodes the largest known family of green fluorescent proteins, which have diversified into distinct functional classes. BMC Evol Biol 9: 77

28. Bulina ME, Chudakov DM, Britanova OV, Yanushevich YG, Staroverov DB, Chepurnykh TV, Merzlyak EM, Shkrob MA, Lukyanov S, Lukyanov KA (2006) A genetically encoded photosensitizer. Nat Biotechnol 24: 95-99

29. Cabantous S, Terwilliger TC, Waldo GS (2005b) Protein tagging and detection with engineered self-assembling fragments of green fluorescent protein. Nat Biotechnol 23: 102-107

30. Cabantous S, Waldo GS (2006) In vivo and in vitro protein solubility assays using split GFP. Nat Methods 3: 845-854

31. Carlson HJ, Campbell RE (2009) Genetically encoded FRET-based biosensors for multiparameter fluorescence imaging. Curr Opin Biotechnol 20: 19-27

32. Cavanagh HD, Petroll WM, Jester JV (1993) The application of confocal microscopy to the study of living systems. Neurosci Biobehav Rev 17: 483-498

33. Chalfie M, Tu Y, Euskirchen G, Ward WW, Prasher DC (1994) Green fluorescent protein as a marker for gene expression. Science 263: 802-805

34. Chapman S, Faulkner C, Kaiserli E, Garcia-Mata C, Savenkov EI, Roberts AG, Oparka KJ, Christie JM (2008) The photoreversible fluorescent protein iLOV outperforms GFP as a reporter of plant virus infection. Proc Natl Acad Sci USA 105: 20038-20043

35. Chudakov DM, Belousov VV, Zaraisky AG, Novoselov VV, Staroverov DB, Zorov DB, Lukyanov S, Lukyanov KA (2003a) Kindling fluorescent proteins for precise in vivo photolabeling. Nat Biotechnol 21: 191-194

36. Chudakov DM, Feofanov AV, Mudrik NN, Lukyanov S, Lukyanov KA (2003b) Chromophore environment provides clue to "kindling fluorescent protein" riddle. J Biol Chem 278: 7215-7219

37. Chudakov DM, Lukyanov S, Lukyanov KA (2005) Fluorescent proteins as a toolkit for in vivo imaging. Trends Biotechnol 23: 605-613

38. Chudakov DM, Lukyanov S, Lukyanov KA (2007a) Tracking intracellular protein movements using photoswitchable fluorescent proteins PS-CFP2 and Dendra2. Nat Protoc 2: 2024-2032

39. Chudakov DM, Lukyanov S, Lukyanov KA (2007b) Using photoactivatable fluorescent protein Dendra2 to track protein movement. Biotechniques 42: 553, 555, 557 passim

40. Chudakov DM, Verkhusha VV, Staroverov DB, Souslova EA, Lukyanov S, Lukyanov KA (2004) Photoswitchable cyan fluorescent protein for protein tracking. Nat Biotechnol 22: 1435-1439

41. Cody CW, Prasher DC, Westler WM, Prendergast FG, Ward WW (1993) Chemical structure of the hexapeptide chromophore of the Aequorea green-fluorescent protein. Biochemistry 32: 1212-1218

42. Corish P, Tyler-Smith C (1999) Attenuation of green fluorescent protein half-life in mammalian cells. Protein Eng 12: 1035-1040

43. Cormack BP, Valdivia RH, Falkow S (1996) FACS-optimized mutants of the green fluorescent protein (GFP). Gene 173: 33-38

44. Culter MW, Ward WW (1997) In Bioluminescence and Chemiluminescence: Molecular Reporting with Photons, Hastings JW, Kriska LJ, Stanley PE (eds) pp 403-406. New York: Wiley & Sons

45. Cvackova Z, Masata M, Stanek D, Fidlerova H, Raska I (2009) Chromatin position in human HepG2 cells: although being non-random, significantly changed in daughter cells. J Struct Biol 165: 107-117

46. Czirok A, Zach J, Kozel BA, Mecham RP, Davis EC, Rongish BJ (2006) Elastic fiber macro-assembly is a hierarchical, cell motion-mediated process. J Cell Physiol 207: 97-106

47. D'Angelo C, Denzel A, Vogt A, Matz MV, Oswald F, Salih A, Nienhaus G-U, Wiedenmann J (2008) Blue light regulation of GFP-like protein expression in reef-building corals. Mar Ecol Prog Ser 364: 97-106

48. Daigle N, Ellenberg J (2007) LambdaN-GFP: an RNA reporter system for live-cell imaging. Nat Methods 4: 633-636

49. Deheyn DD, Kubokawa K, McCarthy JK, Murakami A, Porrachia M, Rouse GW, Holland ND (2007) Endogenous green fluorescent protein (GFP) in amphioxus. Biol Bull 213: 95-100

50. Demidov VV, Dokholyan NV, Witte-Hoffmann C, Chalasani P, Yiu HW, Ding F, Yu Y, Cantor CR, Broude NE (2006) Fast complementation of split fluorescent protein triggered by DNA hybridization. Proc Natl Acad Sei U S A 103: 20522056

51. Denk W, Strickler JH, Webb WW (1990) Two-photon laser scanning fluorescence microscopy. Science 248: 73-76

52. Dieguez-Hurtado R, Martin J, Martinez-Corral I, Martinez MD, Megias D, Olmeda D, Ortega S (2011) A Cre-reporter transgenic mouse expressing the far-red fluorescent protein Katushka. Genesis 49: 36-45

53. Dooley CT, Dore TM, Hanson GT, Jackson WC, Remington SJ, Tsien RY (2004) Imaging dynamic redox changes in mammalian cells with green fluorescent protein indicators. J Biol Chem 279: 22284-22293

54. Dove SG, Hoegh-Guldberg O, Ranganathan S (2001) Major colour patterns of reef-building corals are due to a family of GFP-like proteins. Coral Reefs 19: 197204

55. Dufour P, Dufour S, Castonguay A, McCarthy N, De Köninck Y (2006) Two-photon laser scanning fluorescence microscopy for functional cellular imaging: Advantages and challenges or One photon is good. but two is better! Med Sei (Paris) 22: 837-844

56. Duncan RR, Greaves J, Wiegand UK, Matskevich I, Bodammer G, Apps DK, Shipston MJ, Chow RH (2003) Functional and spatial segregation of secretory vesicle pools according to vesicle age. Nature 422: 176-180

57. Ehrig T, O'Kane DJ, Prendergast FG (1995) Green-fluorescent protein mutants with altered fluorescence excitation spectra. FEBS Lett 367: 163-166

58. Elowitz MB, Surette MG, Wolf PE, Stock J, Leibler S (1997) Photoactivation turns green fluorescent protein red. Curr Biol 7: 809-812

59. Evdokimov AG, Pokross ME, Egorov NS, Zaraisky AG, Yampolsky IV, Merzlyak EM, Shkoporov AN, Sander I, Lukyanov KA, Chudakov DM (2006) Structural basis for the fast maturation of Arthropoda green fluorescent protein. EMBO Rep 7: 1006-1012

60. Falk MM, Baker SM, Gumpert AM, Segretain D, Buckheit RW, 3rd (2009) Gap Junction Turnover Is Achieved by the Internalization of Small Endocytic DoubleMembrane Vesicles. Mol Biol Cell 20: 3342-3352

61. Fan JY, Cui ZQ, Wei HP, Zhang ZP, Zhou YF, Wang YP, Zhang XE (2008) Split mCherry as a new red bimolecular fluorescence complementation system for visualizing protein-protein interactions in living cells. Biochem Biophys Res Commun 367: 47-53

62. Fernandez-Suarez M, Ting AY (2008) Fluorescent probes for super-resolution imaging in living cells. Nat Rev Mol Cell Biol 9: 929-943

63. Field SF, Bulina MY, Kelmanson IV, Bielawski JP, Matz MV (2006) Adaptive evolution of multicolored fluorescent proteins in reef-building corals. J Mol Evol 62: 332-339

64. Förster T (1948) Zwischenmolekulare Energiewanderung und Fluoreszenz. Ann Physik 55: 437

65. Forward RB (1988) Diel vertical migration: Zooplankton photobiology and behaviour. Oceanogr Mar Biiol Annu Rev 26: 361-393

66. Fradkov AF, Verkhusha W, Staroverov DB, Bulina ME, Yanushevich YG, Martynov VI, Lukyanov S, Lukyanov KA (2002) Far-red fluorescent tag for protein labelling. Biochem J 368: 17-21

67. Fraser ST, Hadjantonakis AK, Sahr KE, Willey S, Kelly OG, Jones EA, Dickinson ME, Baron MH (2005) Using a histone yellow fluorescent protein fusion for tagging and tracking endothelial cells in ES cells and mice. Genesis 42: 162-171

68. Fusco D, Accornero N, Lavoie B, Shenoy SM, Blanchard JM, Singer RH, Bertrand E (2003) Single mRNA molecules demonstrate probabilistic movement in living mammalian cells. CurrBiol 13: 161-167

69. Galperin E, Verkhusha W, Sorkin A (2004) Three-chromophore FRET microscopy to analyze multiprotein interactions in living cells. Nat Methods 1: 209-217

70. Gandia J, Galino J, Amaral OB, Soriano A, Lluis C, Franco R, Ciruela F (2008) Detection of higher-order G protein-coupled receptor oligomers by a combined BRET-BiFC technique. FEBS Lett 582: 2979-2984

71. Gasser SM (2002) Visualizing chromatin dynamics in interphase nuclei. Science 296: 1412-1416

72. Gautam SG, Perron A, Mutoh H, Knopfel T (2009) Exploration of fluorescent protein voltage probes based on circularly permuted fluorescent proteins. Front Neuroengineering 2: 14

73. Giordano L, Jovin TM, Irie M, Jares-Erijman EA (2002) Diheteroarylethenes as thermally stable photoswitchable acceptors in photochromic fluorescence resonance energy transfer (pcFRET). J Am Chem Soc 124: 7481-7489

74. Goedhart J, Vermeer JE, Adjobo-Hermans MJ, van Weeren L, Gadella TW, Jr. (2007) Sensitive detection of p65 homodimers using red-shifted and fluorescent protein-based FRET couples. PLoS ONE 2: el011

75. Gourine AV, Kasymov V, Marina N, Tang F, Figueiredo MF, Lane S, Teschemacher AG, Spyer KM, Deisseroth K, Kasparov S (2010) Astrocytes control breathing through pH-dependent release of ATP. Science 329: 571-575

76. Griesbeck O (2004) Fluorescent proteins as sensors for cellular functions. Curr Opin Neurobiol 14: 636-641

77. Grinberg AV, Hu CD, Kerppola TK (2004) Visualization of Myc/Max/Mad family dimers and the competition for dimerization in living cells. Mol Cell Biol 24: 4294-4308

78. Gross LA, Baird GS, Hoffman RC, Baldridge KK, Tsien RY (2000) The structure of the chromophore within DsRed, a red fluorescent protein from coral. Proc Natl Acad Sci U S A 97: 11990-11995.

79. Guo Y, Rebecchi M, Scarlata S (2005) Phospholipase Cbeta2 binds to and inhibits phospholipase Cdeltal. J Biol Chem 280: 1438-1447

80. Gurskaya NG, Savitsky AP, Yanushevich YG, Lukyanov SA, Lukyanov KA (2001) Color transitions in coral's fluorescent proteins by site-directed mutagenesis. BMC Biochem 2: 6

81. Gurskaya NG, Verkhusha VV, Shcheglov AS, Staroverov DB, Chepurnykh TV, Fradkov AF, Lukyanov S, Lukyanov KA (2006) Engineering of a monomeric green-to-red photoactivatable fluorescent protein induced by blue light. Nat Biotechnol 24: 461-465

82. Gusev VE, Karabutov AA (1993) Laser Optoacoustics, New York: American Institute of Physics

83. Gustafsson MG, Agard DA, Sedat JW (1999) I5M: 3D widefield light microscopy with better than 100 nm axial resolution. J Microsc 195: 10-16

84. Habuchi S, Ando R, Dedecker P, Verheijen W, Mizuno H, Miyawaki A, Hofkens J (2005) Reversible single-molecule photoswitching in the GFP-like fluorescent protein Dronpa. Proc Natl Acad Sci U S A 102: 9511-9516

85. Halin C, Rodrigo Mora J, Sumen C, von Andrian UH (2005) In vivo imaging of lymphocyte trafficking. Annu Rev Cell Dev Biol 21: 581-603

86. Hanson GT, Aggeler R, Oglesbee D, Cannon M, Capaldi RA, Tsien RY, Remington SJ (2004) Investigating mitochondrial redox potential with redox-sensitive green fluorescent protein indicators. J Biol Chem 279: 13044-13053

87. Harpur AG, Wouters FS, Bastiaens PI (2001) Imaging FRET between spectrally similar GFP molecules in single cells. Nat Biotechnol 19: 167-169

88. Heim R, Cubitt AB, Tsien RY (1995) Improved green fluorescence. Nature 373: 663-664

89. Heim R, Prasher DC, Tsien RY (1994) Wavelength mutations and posttranslational autoxidation of green fluorescent protein. Proc Natl Acad Sci U S A 91: 1250112504

90. Heim R, Tsien RY (1996) Engineering green fluorescent protein for improved brightness, longer wavelengths and fluorescence resonance energy transfer. Curr Biol 6: 178-182

91. Hell SW (2007) Far-field optical nanoscopy. Science 316: 1153-1158

92. Hell SW, Stelzer EHK (1992) Fundamental improvement of resolution with a 4Pi-confocal fluorescence microscope using two-photon excitation. Opt Comm 93: 277-282

93. Henderson JN, Ai HW, Campbell RE, Remington SJ (2007) Structural basis for reversible photobleaching of a green fluorescent protein homologue. Proc Natl Acad Sci U S A 104: 6672-6677

94. Henderson JN, Gepshtein R, Heenan JR, Kallio K, Huppert D, Remington SJ (2009) Structure and mechanism of the photoactivatable green fluorescent protein. J Am Chem Soc 131:4176-4177

95. Henderson JN, Remington SJ (2005) Crystal structures and mutational analysis of amFP486, a cyan fluorescent protein from Anemonia majano. Proc Natl Acad Sci US A 102: 12712-12717

96. Henikoff S, Ahmad K, Platero JS, van Steensel B (2000) Heterochromatic deposition of centromeric histone H3-like proteins. Proc Natl Acad Sci U S A 97: 716-721

97. Hess ST, Girirajan TP, Mason MD (2006) Ultra-high resolution imaging by fluorescence photoactivation localization microscopy. Biophys J 91: 4258-4272

98. Hess ST, Gould TJ, Gudheti MV, Maas SA, Mills KD, Zimmerberg J (2007) Dynamic clustered distribution of hemagglutinin resolved at 40 nm in living cell membranes discriminates between raft theories. Proc Natl Acad Sci USA 104: 17370-17375

99. Heydorn A, Lundholt BK, Praestegaard M, Pagliaro L (2006) Protein translocation assays: key tools for accessing new biological information with high-throughput microscopy. Methods Enzymol 414: 513-530

100. Hirrlinger PG, Scheller A, Braun C, Quintela-Schneider M, Fuss B, Hirrlinger J, Kirchhoff F (2005) Expression of reef coral fluorescent proteins in the central nervous system of transgenic mice. Mol Cell Neurosci 30: 291-303

101. Ho SN, Hunt HD, Horton RM, Pullen JK, Pease LR (1989) Site-directed mutagenesis by overlap extension using the polymerase chain reaction. Gene 77: 51-59

102. Hoffman RM (2002a) Green fluorescent protein imaging of tumor cells in mice. Lab Anim (NY) 31: 34-41

103. Hoffman RM (2002b) In vivo imaging of metastatic cancer with fluorescent proteins. Cell Death Differ 9: 786-789

104. Hoffman RM (2002c) Whole-body fluorescence imaging with green fluorescence protein. Methods Mol Biol 183: 135-148

105. Hoffman RM (2004a) Imaging tumor angiogenesis with fluorescent proteins. APMIS 112: 441-449

106. Hoffman RM (2004b) In vivo imaging with fluorescent proteins: the new cell biology. Acta Histochem 106: 77-87

107. Hoffman RM (2005a) Advantages of multi-color fluorescent proteins for whole-body and in vivo cellular imaging. J Biomed Opt 10: 41202

108. Hoffman RM (2005b) In vivo cell biology of cancer cells visualized with fluorescent proteins. Curr Top Dev Biol 70: 121-144

109. Hoffman RM (2005c) The multiple uses of fluorescent proteins to visualize cancer in vivo. Nat Rev Cancer 5: 796-806

110. Hoffman RM (2008a) A better fluorescent protein for whole-body imaging. Trends Biotechnol 26: 1-4

111. Hoffman RM (2008b) Recent advances on in vivo imaging with fluorescent proteins. Methods Cell Biol 85: 485-495

112. Hoffman RM (2009) Imaging cancer dynamics in vivo at the tumor and cellular level with fluorescent proteins. Clin Exp Metastasis 26: 345-355

113. Hoffman RM, Yang M (2006) Whole-body imaging with fluorescent proteins. Nat Protoc 1: 1429-1438

114. Hopf M, Gohring W, Mann K, Timpl R (2001a) Mapping of binding sites for nidogens, fibulin-2, fibronectin and heparin to different IG modules of perlecan. J Mol Biol 311: 529-541

115. Hopf M, Gohring W, Ries A, Timpl R, Hohenester E (2001b) Crystal structure and mutational analysis of a perlecan-binding fragment of nidogen-1. Nat Struct Biol 8: 634-640

116. Hu CD, Chinenov Y, Kerppola TK (2002) Visualization of interactions among bZIP and Rel family proteins in living cells using bimolecular fluorescence complementation. Mol Cell 9: 789-798

117. Hu CD, Kerppola TK (2003) Simultaneous visualization of multiple protein interactions in living cells using multicolor fluorescence complementation analysis. Nat Biotechnol 21: 539-545

118. Huisken J, Swoger J, Del Bene F, Wittbrodt J, Stelzer EH (2004) Optical sectioning deep inside live embryos by selective plane illumination microscopy. Science 305: 1007-1009

119. Jach G, Pesch M, Richter K, Frings S, Uhrig JF (2006) An improved mRFPl adds red to bimolecular fluorescence complementation. Nat Methods 3: 597-600

120. Jakobs S, Schauss AC, Hell SW (2003) Photoconversion of matrix targeted GFP enables analysis of continuity and intermixing of the mitochondrial lumen. FEBS Lett 554: 194-200

121. Jares-Erijman EA, Jovin TM (2006) Imaging molecular interactions in living cells by FRET microscopy. Curr Opin Chem Biol 10: 409-416

122. Jayaraman S, Haggie P, Wachter RM, Remington SJ, Verkman AS (2000) Mechanism and cellular applications of a green fluorescent protein-based halide sensor. J Biol Chem 275: 6047-6050

123. Johnson DE, Ai HW, Wong P, Young JD, Campbell RE, Casey J (2009) Red fluorescent protein pH biosensor to detect concentrative nucleoside transport. J Biol Chem 284: 20499-20511

124. Johnson FH, Shimomura O, Saiga Y, Gershman LC, Reynolds GT, Waters JR (1962) Quantum efficiency of Cypridina luminescence, with a note on that of Aequorea. J Cell Comp Physiol 60: 85-103

125. Kanda T, Sullivan KF, Wahl GM (1998) Histone-GFP fusion protein enables sensitive analysis of chromosome dynamics in living mammalian cells. Curr Biol 8: 377-385

126. Karasawa S, Araki T, Nagai T, Mizuno H, Miyawaki A (2004) Cyan-emitting and orange-emitting fluorescent proteins as a donor/acceptor pair for fluorescence resonance energy transfer. Biochem J 381: 307-312

127. Kato N, Lam E (2001) Detection of chromosomes tagged with green fluorescent protein in live Arabidopsis thaliana plants. Genome Biol 2: RESEARCH0045

128. Kawaguti S (1944) On the physiology of reef corals. VI. Study of the pigments. Palao Trop Biol Stn Stud 2: 617-674

129. Kawai Y, Sato M, Umezawa Y (2004) Single color fluorescent indicators of protein phosphorylation for multicolor imaging of intracellular signal flow dynamics. Anal Chem 76: 6144-6149

130. Kerppola TK (2006) Visualization of molecular interactions by fluorescence complementation. Nat Rev Mol Cell Biol 7: 449-456

131. Kerppola TK (2008) Bimolecular fluorescence complementation: visualization of molecular interactions in living cells. Methods Cell Biol 85: 431-470

132. Kettling U, Koltermann A, Schwille P, Eigen M (1998) Real-time enzyme kinetics monitored by dual-color fluorescence cross-correlation spectroscopy. Proc Natl Acad Sci U S A 95: 1416-1420

133. Kikuchi A, Fukumura E, Karasawa S, Mizuno H, Miyawaki A, Shiro Y (2008) Structural characterization of a thiazoline-containing chromophore in an orange fluorescent protein, monomeric Kusabira Orange. Biochemistry 47: 11573-11580

134. Kim SA, Heinze KG, Bacia K, Waxham MN, Schwille P (2005) Two-photon cross-correlation analysis of intracellular reactions with variable stoichiometry. Biophys J 88: 4319-4336

135. Kim SA, Heinze KG, Waxham MN, Schwille P (2004) Intracellular calmodulin availability accessed with two-photon cross-correlation. Proc Natl Acad Sci USA 101: 105-110

136. Kim SA, Schwille P (2003) Intracellular applications of fluorescence correlation spectroscopy: prospects for neuroscience. Curr Opin Neurobiol 13: 583-590

137. Kirber MT, Chen K, Keaney JF, Jr. (2007) YFP photoconversion revisited: confirmation of the CFP-like species. Nat Methods 4: 767-768

138. Knauer SK, Moodt S, Berg T, Liebel U, Pepperkok R, Stauber RH (2005) Translocation biosensors to study signal-specific nucleo-cytoplasmic transport, protease activity and protein-protein interactions. Traffic 6: 594-606

139. Kneen M, Farinas J, Li Y, Verkman AS (1998) Green fluorescent protein as a noninvasive intracellular pH indicator. Biophys J 74: 1591-1599

140. Knopfel T, Tomita K, Shimazaki R, Sakai R (2003) Optical recordings of membrane potential using genetically targeted voltage-sensitive fluorescent proteins. Methods 30: 42-48

141. Kodama Y, Wada M (2009) Simultaneous visualization of two protein complexes in a single plant cell using multicolor fluorescence complementation analysis. Plant Mol Biol 70:211-217

142. Kogure T, Karasawa S, Araki T, Saito K, Kinjo M, Miyawaki A (2006) A fluorescent variant of a protein from the stony coral Montipora facilitates dual-color single-laser fluorescence cross-correlation spectroscopy. Nat Biotechnol 24: 577-581

143. Kohl T, Heinze KG, Kuhlemann R, Koltermann A, Schwille P (2002) A protease assay for two-photon crosscorrelation and FRET analysis based solely on fluorescent proteins. Proc Natl Acad Sci U S A 99: 12161-12166

144. Konig K (2000) Multiphoton microscopy in life sciences. J Microsc 200: 83-104

145. Koster AJ, Klumperman J (2003) Electron microscopy in cell biology: integrating structure and function. Nat Rev Mol Cell Biol Suppl: SS6-10

146. Kozel BA, Rongish BJ, Czirok A, Zach J, Little CD, Davis EC, Knutsen RH, Wagenseil JE, Levy MA, Mecham RP (2006) Elastic fiber formation: a dynamic view of extracellular matrix assembly using timer reporters. J Cell Physiol 207: 8796

147. Kremers GJ, Goedhart J (2008) Visible fluorescent proteins for FRET" in "Laboratory Techniques in Biochemistry and Molecular Biology. "FRET and FLIM Techniques" 33: 171-224

148. Kremers GJ, Goedhart J, van den Heuvel DJ, Gerritsen HC, Gadella TW, Jr.2007) Improved green and blue fluorescent proteins for expression in bacteria and mammalian cells. Biochemistry 46: 3775-3783

149. Kremers GJ, Goedhart J, van Munster EB, Gadella TW, Jr. (2006) Cyan and yellow super fluorescent proteins with improved brightness, protein folding, and FRET Forster radius. Biochemistry 45: 6570-6580

150. Kremers GJ, Hazelwood KL, Murphy CS, Davidson MW, Piston DW (2009) Photoconversion in orange and red fluorescent proteins. Nat Methods 6: 355-358

151. Kremers GJ, Piston DW (2008) Turning fluorescent proteins into energy-saving light bulbs. Nat Methods 5: 472-473

152. X, Zhao X, Fang Y, Jiang X, Duong T, Fan C, Huang CC, Kain SR (1998) Generation of destabilized green fluorescent protein as a transcription reporter. J Biol Chem 273: 34970-34975

153. Magliery TJ, Wilson CG, Pan W, Mishler D, Ghosh I, Hamilton AD, Regan L (2005) Detecting protein-protein interactions with a green fluorescent protein fragment reassembly trap: scope and mechanism. J Am Chem Soc 127: 146-157

154. Malinouski M, Zhou Y, Belousov W, Hatfield DL, Gladyshev VN (2011) Hydrogen peroxide probes directed to different cellular compartments. PLoS ONE 6:el4564

155. Mank M, Santos AF, Direnberger S, Mrsic-Flogel TD, Hofer SB, Stein V, Hendel T, Reiff DF, Levelt C, Borst A et al (2008) A genetically encoded calcium indicator for chronic in vivo two-photon imaging. Nat Methods 5: 805-811

156. Manley S, Gillette JM, Patterson GH, Shroff H, Hess HF, Betzig E, Lippincott-Schwartz J (2008) High-density mapping of single-molecule trajectories with photoactivated localization microscopy. Nat Methods 5: 155-157

157. Marchant JS, Stutzmann GE, Leissring MA, LaFerla FM, Parker I (2001) Multiphoton-evoked color change of DsRed as an optical highlighter for cellular and subcellular labeling. Nat Biotechnol 19: 645-649

158. Marriott G, Mao S, Sakata T, Ran J, Jackson DK, Petchprayoon C, Gomez TJ, Warp E, Tulyathan O, Aaron HL et al (2008) Optical lock-in detection imaging microscopy for contrast-enhanced imaging in living cells. Proc Natl Acad Sci U S A 105: 17789-17794

159. Marshall NJ, Cronin TW, Frank TM (2003) Visual adaptations in crustaceans: Chromatic, developmental, and temporal aspects. In Sensory Processing in Aquatic Environments., Collin SP, Marshall NJ (eds) pp 343-372. New York: Springer

160. Martynov VI, Maksimov BI, Martynova NY, Pakhomov AA, Gurskaya NG, Lukyanov SA (2003) A purple-blue chromoprotein from Goniopora tenuidens belongs to the DsRed subfamily of GFP-like proteins. J Biol Chem 278: 4628846292

161. Martynova N, Eroshkin F, Ermakova G, Bayramov A, Gray J, Grainger R, Zaraisky A (2004) Patterning the forebrain: FoxA4a/Pintallavis and Xvent2 determine the posterior limit of Xanfl expression in the neural plate. Development 131:2329-2338

162. Matz MV, Fradkov AF, Labas YA, Savitsky AP, Zaraisky AG, Markelov ML, Lukyanov SA (1999) Fluorescent proteins from nonbioluminescent Anthozoa species. Nat Biotechnol 17: 969-973

163. Matz MV, Labas YA, Ugalde J (2006a) Evolution of functions and color in GFP-like proteins. In Green Fluorescent Protein: Properties, Applications and Protocols, 2nd ed., Chalfie M, Kain, S. R. (ed). Wiley

164. Matz MV, Marshall NJ, Vorobyev M (2006b) Are corals colorful? Photochem Photobiol 82: 345-350

165. Matzke AJ, Huettel B, van der Winden J, Matzke M (2005) Use of two-color fluorescence-tagged transgenes to study interphase chromosomes in living plants. Plant Physiol 139: 1586-1596

166. Mazel CH, Lesser MP, Gorbunov MY, Barry TM, Farrell JH, Wyman KD, Falkowski PG (2003) Green-fluorescent proteins in Caribbean corals. Limnol Oceanogr 48: 402-411

167. McAnaney TB, Park ES, Hanson GT, Remington SJ, Boxer SG (2002) Green fluorescent protein variants as ratiometric dual emission pH sensors. 2. Excited-state dynamics. Biochemistry 41: 15489-15494

168. McKinney SA, Murphy CS, Hazelwood KL, Davidson MW, Looger LL (2009) A bright and photostable photoconvertible fluorescent protein. Nat Methods 6: 131133

169. Mempel TR, Scimone ML, Mora JR, von Andrian UH (2004) In vivo imaging of leukocyte trafficking in blood vessels and tissues. Curr Opin Immunol 16: 406-417

170. Mena MA, Treynor TP, Mayo SL, Daugherty PS (2006) Blue fluorescent proteins with enhanced brightness and photostability from a structurally targeted library. Nat Biotechnol 24: 1569-1571

171. Merzlyak EM, Goedhart J, Shcherbo D, Bulina ME, Shcheglov AS, Fradkov AF, Gaintzeva A, Lukyanov KA, Lukyanov S, Gadella TW et al (2007) Bright monomeric red fluorescent protein with an extended fluorescence lifetime. Nat Methods 4: 555-557

172. Miesenböck G, De Angelis DA, Rothman JE (1998) Visualizing secretion and synaptic transmission with pH-sensitive green fluorescent proteins. Nature 394: 192-195

173. Mirabella R, Franken C, van der Krogt GN, Bisseling T, Geurts R (2004) Use of the fluorescent timer DsRED-E5 as reporter to monitor dynamics of gene activity in plants. Plant Physiol 135: 1879-1887

174. Mishin AS, Subach FV, Yampolsky IV, King W, Lukyanov KA, Verkhusha W (2008) The first mutant of the Aequorea victoria green fluorescent protein that forms a red chromophore. Biochemistry 47: 4666-4673

175. Mishina NM, Tyurin-Kuzmin PA, Markvicheva KN, Vorotnikov AV, Tkachuk VA, Laketa V, Schultz C, Lukyanov S, Belousov VV (2011) Does cellular hydrogen peroxide diffuse or act locally? Antioxid Redox Signal 14: 1-7

176. Miyatsuka T, Li Z, German MS (2009) The chronology of islet differentiation revealed by temporal cell labeling. Diabetes 58: 1863-1868

177. Miyawaki A (2003) Visualization of the spatial and temporal dynamics of intracellular signaling. Dev Cell 4: 295-305

178. Miyawaki A, Tsien RY (2000) Monitoring protein conformations and interactions by fluorescence resonance energy transfer between mutants of green fluorescent protein. Methods Enzymol 327: 472-500

179. Mizuno H, Mal TK, Tong Kl, Ando R, Furuta T, Ikura M, Miyawaki A (2003) Photo-induced peptide cleavage in the green-to-red conversion of a fluorescent protein. Mol Cell 12: 1051-1058

180. Mohun TJ, Garrett N, Gurdon JB (1986) Upstream sequences required for tissue-specific activation of the cardiac actin gene in Xenopus laevis embryos. EMBO J 5:3185-3193

181. Molina AJ, Shirihai OS (2009) Monitoring mitochondrial dynamics with photoactivatable green fluorescent protein. Methods Enzymol 457: 289-304

182. Morin JG (1983) Coastal bioluminescence: patterns and functions. Bull Mar Sci 33: 787-817

183. Morin JG, Hastings JW (1971) Energy transfer in a bioluminescent system. J Cell Physiol 77: 313-318

184. Morise H, Shimomur.O, Johnson FH, Winant J (1974) Intermolecular Energy-Transfer in Bioluminescent System of Aequorea. Biochemistry 13: 2656-2662

185. Murata Y, Iwasaki H, Sasaki M, Inaba K, Okamura Y (2005) Phosphoinositide phosphatase activity coupled to an intrinsic voltage sensor. Nature 435: 1239-1243

186. Nagai T, Ibata K, Park ES, Kubota M, Mikoshiba K, Miyawaki A (2002) A variant of yellow fluorescent protein with fast and efficient maturation for cell-biological applications. Nat Biotechnol 20: 87-90

187. Nagai T, Sawano A, Park ES, Miyawaki A (2001) Circularly permuted green fluorescent proteins engineered to sense Ca2+. Proc Natl Acad Sci U S A 98: 3197-3202

188. Nagai T, Yamada S, Tominaga T, Ichikawa M, Miyawaki A (2004) Expanded dynamic range of fluorescent indicators for Ca(2+) by circularly permuted yellow fluorescent proteins. Proc Natl Acad Sci U S A 101: 10554-10559

189. Nakai J, Ohkura M, Imoto K (2001) A high signal-to-noise Ca(2+) probe composed of a single green fluorescent protein. Nat Biotechnol 19: 137-141

190. Nakanishi T, Ikawa M, Yamada S, Toshimori K, Okabe M (2001) Alkalinization of acrosome measured by GFP as a pH indicator and its relation to sperm capacitation. Dev Biol 237: 222-231

191. Nienhaus K, Nar H, Heilker R, Wiedenmann J, Nienhaus GU (2008) Trans-cis isomerization is responsible for the red-shifted fluorescence in variants of the red fluorescent protein eqFP611. J Am Chem Soc 130: 12578-12579

192. Nienhaus K, Vallone B, Renzi F, Wiedenmann J, Nienhaus GU (2003) Crystallization and preliminary X-ray diffraction analysis of the red fluorescent protein eqFP611. Acta Crystallogr D Biol Crystallogr 59: 1253-1255

193. Nyqvist D, Mattsson G, Kohler M, Lev-Ram V, Andersson A, Carlsson PO, Nordin A, Berggren PO, Jansson L (2005) Pancreatic islet function in a transgenic mouse expressing fluorescent protein. J Endocrinol 186: 333-341

194. Ohashi T, Galiacy SD, Briscoe G, Erickson HP (2007) An experimental study of GFP-based FRET, with application to intrinsically unstructured proteins. Protein Sci 16: 1429-1438

195. Ohkura M, Matsuzaki M, Kasai H, Imoto K, Nakai J (2005) Genetically encoded bright Ca2+ probe applicable for dynamic Ca2+ imaging of dendritic spines. Anal Chem 77: 5861-5869

196. Ormo M, Cubitt AB, Kallio K, Gross LA, Tsien RY, Remington SJ (1996) Crystal structure of the Aequorea victoria green fluorescent protein. Science 273: 13921395

197. Ozawa T, Natori Y, Sato M, Umezawa Y (2007) Imaging dynamics of endogenous mitochondrial RNA in single living cells. Nat Methods 4: 413-419

198. Pakhomov AA, Pletneva NY, Balashova TA, Martynov VI (2006) Structure and reactivity of the chromophore of a GFP-like chromoprotein from Condylactis gigantea. Biochemistry 45: 7256-7264

199. Palmer AE, Giacomello M, Kortemme T, Hires SA, Lev-Ram V, Baker D, Tsien RY (2006) Ca2+ indicators based on computationally redesigned calmodulin-peptide pairs. Chem Biol 13: 521-530

200. Partridge JC (1990) The colour sensitivity and vision of fishes. In Light and life in the sea, Herring PJ, Campbell AK, Whitfield M, Maddock L (eds) pp 167-184. Cambridge: Cambridge University Press

201. Passamaneck YJ, Di Gregorio A, Papaioannou VE, Hadjantonakis AK (2006) Live imaging of fluorescent proteins in chordate embryos: from ascidians to mice. Microsc Res Tech 69: 160-167

202. Patterson GH, Lippincott-Schwartz J (2002) A photoactivatable GFP for selective photolabeling of proteins and cells. Science 297: 1873-1877

203. Patterson GH, Lippincott-Schwartz J (2004) Selective photolabeling of proteins using photoactivatable GFP. Methods 32: 445-450

204. Pedelacq JD, Cabantous S, Tran T, Terwilliger TC, Waldo GS (2006) Engineering and characterization of a superfolder green fluorescent protein. Nat Biotechnol 24: 79-88

205. Pepperkok R, Squire A, Geley S, Bastiaens PI (1999) Simultaneous detection of multiple green fluorescent proteins in live cells by fluorescence lifetime imaging microscopy. Curr Biol 9: 269-272

206. Petersen J, Wilmann PG, Beddoe T, Oakley AJ, Devenish RJ, Prescott M, Rossjohn J (2003) The 2.0-A crystal structure of eqFP611, a far red fluorescent protein from the sea anemone Entacmaea quadricolor. J Biol Chem 278: 4462644631

207. Phair RD, Misteli T (2000) High mobility of proteins in the mammalian cell nucleus. Nature 404: 604-609

208. Piston DW, Kremers GJ (2007) Fluorescent protein FRET: the good, the bad and the ugly. Trends Biochem Sci 32: 407-414

209. Plautz JD, Day RN, Dailey GM, Welsh SB, Hall JC, Halpain S, Kay SA (1996) Green fluorescent protein and its derivatives as versatile markers for gene expression in living Drosophila melanogaster, plant and mammalian cells. Gene 173: 83-87

210. Prasher DC, Eckenrode VK, Ward WW, Prendergast FG, Cormier MJ (1992) Primary structure of the Aequorea victoria green-fluorescent protein. Gene 111 : 229-233

211. Prescott M, Ling M, Beddoe T, Oakley AJ, Dove S, Hoegh-Guldberg O, Devenish RJ, Rossjohn J (2003) The 2.2 A crystal structure of a pocilloporin pigment reveals a nonplanar chromophore conformation. Structure 11: 275-284

212. Querido E, Chartrand P (2008) Using fluorescent proteins to study mRNA trafficking in living cells. Methods Cell Biol 85: 273-292

213. Quillin ML, Anstrom DM, Shu X, O'Leary S, Kallio K, Chudakov DM, Remington SJ (2005) Kindling Fluorescent Protein from Anemonia sulcata: Dark-State Structure at 1.38 A ResolutionQ. Biochemistry 44: 5774-5787

214. Rackham O, Brown CM (2004) Visualization of RNA-protein interactions in living cells: FMRP and IMP1 interact on mRNAs. EMBO J 23: 3346-3355

215. Razansky D, Baeten J, Ntziachristos V (2009a) Sensitivity of molecular target detection by multispectral optoacoustic tomography (MSOT). Med Phys 36: 939945

216. Razansky D, Distel M, Vinegoni C, Ma R, Perrimon N, KoËster RW, Ntziachristos V (2009b) Multispectral opto-acoustic tomography of deep-seated fluorescent proteins in vivo. Nat Photonics 3:412-417

217. Razansky D, Vinegoni C, Ntziachristos V (2009c) Imaging of mesoscopic-scale organisms using selective-plane optoacoustic tomography. Phys Med Biol 54: 2769-2777

218. Reid BG, Flynn GC (1997) Chromophore formation in green fluorescent protein. Biochemistry 36: 6786-6791

219. Remington SJ (2006) Fluorescent proteins: maturation, photochemistry and photophysics. Curr Opin Struct Biol

220. Remington SJ, Wächter RM, Yarbrough DK, Branchaud B, Anderson DC, Kallio K, Lukyanov KA (2005) zFP538, a yellow-fluorescent protein from Zoanthus, contains a novel three-ring chromophore. Biochemistry 44: 202-212

221. Rizzo MA, Springer GH, Granada B, Piston DW (2004) An improved cyan fluorescent protein variant useful for FRET. Nat Biotechnol 22: 445-449

222. Rizzuto R, Brini M, De Giorgi F, Rossi R, Heim R, Tsien RY, Pozzan T (1996) Double labelling of subcellular structures with organelle-targeted GFP mutants in vivo. Curr Biol 6: 183-188

223. Robinett CC, Straight A, Li G, Willhelm C, Sudlow G, Murray A, Belmont AS (1996) In vivo localization of DNA sequences and visualization of large-scale chromatin organization using lac operator/repressor recognition. J Cell Biol 135: 1685-1700

224. Rocheleau JY, Edidin M, Piston DW (2003) Intrasequence GFP in class I MHC molecules, a rigid probe for fluorescence anisotropy measurements of the membrane environment. Biophys J 84: 4078-4086

225. Rodriguez AJ, Condeelis J, Singer RH, Dictenberg JB (2007) Imaging mRNA movement from transcription sites to translation sites. Semin Cell Dev Biol 18: 202-208

226. Rusanov AL, Ivashina TV, Vinokurov LM, Fiks, II, Orlova AG, Turchin IV, Meerovich IG, Zherdeva W, Savitsky AP (2010) Lifetime imaging of FRET between red fluorescent proteins. J Biophotonics 3: 774-783

227. Sakai R, Repunte-Canonigo V, Raj CD, Knopfel T (2001) Design and characterization of a DNA-encoded, voltage-sensitive fluorescent protein. Eur J Neurosci 13: 2314-2318

228. Sakaue-Sawano A, Kurokawa H, Morimura T, Hanyu A, Hama H, Osawa H, Kashiwagi S, Fukami K, Miyata T, Miyoshi H et al (2008) Visualizing spatiotemporal dynamics of multicellular cell-cycle progression. Cell 132: 487-498

229. Salih A, Larkum A, Cox G, Kuhl M (2000) Fluorescent pigments in corals are photoprotective. Nature 408: 850-853

230. Sankaranarayanan S, De Angelis D, Rothman JE, Ryan TA (2000) The use of pHluorins for optical measurements of presynaptic activity. Biophys J 79: 21992208

231. Sato T, Takahoko M, Okamoto H (2006) HuC.'Kaede, a useful tool to label neural morphologies in networks in vivo. Genesis 44: 136-142

232. Sawin KE, Nurse P (1997) Photoactivation of green fluorescent protein. Curr Biol 7: R606-607

233. Schnitzler CE, Keenan RJ, McCord R, Matysik A, Christianson LM, Haddock SH (2008) Spectral diversity of fluorescent proteins from the anthozoan Corynactis californica. Mar Biotechnol (NY) 10: 328-342

234. Schultz C, Schleifenbaum A, Goedhart J, Gadella TW, Jr. (2005) Multiparameter imaging for the analysis of intracellular signaling. Chembiochem 6: 1323-1330

235. Schwille P, Meyer-Almes FJ, Rigler R (1997) Dual-color fluorescence cross-correlation spectroscopy for multicomponent diffusional analysis in solution. Biophys J 72: 1878-1886

236. Serebrovskaya EO, Edelweiss EF, Stremovskiy OA, Lukyanov KA, Chudakov DM, Deyev SM (2009) Targeting cancer cells by using an antireceptor antibody-photosensitizer fusion protein. Proc Natl Acad Sci U S A 106: 9221-9225

237. Shaner NC, Campbell RE, Steinbach PA, Giepmans BN, Palmer AE, Tsien RY (2004) Improved monomeric red, orange and yellow fluorescent proteins derived from Discosoma sp. red fluorescent protein. Nat Biotechnol 22: 1567-1572

238. Shaner NC, Lin MZ, McKeown MR, Steinbach PA, Hazelwood KL, Davidson MW, Tsien RY (2008) Improving the photostability of bright monomeric orange and red fluorescent proteins. Nat Methods 5: 545-551

239. Shaner NC, Patterson GH, Davidson MW (2007) Advances in fluorescent protein technology. J Cell Sci 120: 4247-4260

240. Shaner NC, Steinbach PA, Tsien RY (2005) A guide to choosing fluorescent proteins. Nat Methods 2: 905-909

241. Shcherbo D, Merzlyak EM, Chepurnykh TV, Fradkov AF, Ermakova GV, Solovieva EA, Lukyanov KA, Bogdanova EA, Zaraisky AG, Lukyanov S et al (2007) Bright far-red fluorescent protein for whole-body imaging. Nat Methods 4: 741-746

242. Shcherbo D, Murphy CS, Ermakova GV, Solovieva EA, Chepurnykh TV, Shcheglov AS, Verkhusha VV, Pletnev VZ, Hazelwood KL, Roche PM et al (2009) Far-red fluorescent tags for protein imaging in living tissues. Biochem J 418: 567-574

243. Shimomura O (1979) Structure of the chromophore of Aequorea green fluorescent protein. FEBS Lett 104: 220-222

244. Shimomura O, Johnson FH, Saiga Y (1962) Extraction, purification and properties of aequorin, a bioluminescent protein from the luminous hydromedusan, Aequorea. J Cell Comp Physiol 59: 223-239

245. Shroff H, Galbraith CG, Galbraith JA, White H, Gillette J, Olenych S, Davidson MW, Betzig E (2007) Dual-color superresolution imaging of genetically expressed probes within individual adhesion complexes. Proc Natl Acad Sci USA 104: 20308-20313

246. Shu X, Royant A, Lin MZ, Aguilera TA, Lev-Ram V, Steinbach PA, Tsien RY (2009) Mammalian expression of infrared fluorescent proteins engineered from a bacterial phytochrome. Science 324: 804-807

247. Shu X, Shaner NC, Yarbrough CA, Tsien RY, Remington SJ (2006) Novel chromophores and buried charges control color in mFruits. Biochemistry 45: 96399647

248. Shyu YJ, Liu H, Deng X, Hu CD (2006) Identification of new fluorescent protein fragments for bimolecular fluorescence complementation analysis under physiological conditions. Biotechniques 40: 61-66

249. Shyu YJ, Suarez CD, Hu CD (2008a) Visualization of AP-1 NF-kappaB ternary complexes in living cells by using a BiFC-based FRET. Proc Natl Acad Sci USA 105: 151-156

250. Shyu YJ, Suarez CD, Hu CD (2008b) Visualization of ternary complexes in living cells by using a BiFC-based FRET assay. Nat Protoc 3: 1693-1702

251. Siegel MS, Isacoff EY (1997) A genetically encoded optical probe of membrane voltage. Neuron 19: 735-741

252. Siegel RM, Chan FK, Zacharias DA, Swofford R, Holmes KL, Tsien RY, Lenardo MJ (2000) Measurement of molecular interactions in living cells by fluorescence resonance energy transfer between variants of the green fluorescent protein. Sei STKE 2000: PL1

253. Sinnecker D, Voigt P, Hellwig N, Schaefer M (2005) Reversible photobleaching of enhanced green fluorescent proteins. Biochemistry 44: 7085-7094

254. Sniegowski JA, Lappe JW, Patel HN, Huffinan HA, Wächter RM (2005a) Base catalysis of chromophore formation in Arg96 and Glu222 variants of green fluorescent protein. J Biol Chem 280: 26248-26255

255. Sniegowski JA, Phail ME, Wächter RM (2005b) Maturation efficiency, trypsin sensitivity, and optical properties of Arg96, Glu222, and Gly67 variants of green fluorescent protein. Biochem Biophys Res Commun 332: 657-663

256. Solimena M, Gerdes HH (2003) Secretory granules: and the last shall be first. Trends Cell Biol 13: 399-402

257. Souslova EA, Belousov VV, Lock JG, Stromblad S, Kasparov S, Bolshakov AP, Pinelis VG, Labas YA, Lukyanov S, Mayr LM et al (2007) Single fluorescent protein-based Ca2+ sensors with increased dynamic range. BMC Biotechnol 7: 37

258. Souslova EA, Chudakov DM (2007) Genetically encoded intracellular sensors based on fluorescent proteins. Biochemistry (Mose) 72: 683-697

259. Srivastava J, Barber DL, Jacobson MP (2007) Intracellular pH sensors: design principles and functional significance. Physiology (Bethesda) 22: 30-39

260. Stark DA, Kulesa PM (2007) An in vivo comparison of photoactivatable fluorescent proteins in an avian embryo model. Dev Dyn 236: 1583-1594

261. Stiel AC, Andresen M, Bock H, Hilbert M, Schilde J, Schonle A, Eggeling C, Egner A, Hell SW, Jakobs S (2008) Generation of monomeric reversibly switchable red fluorescent proteins for far-field fluorescence nanoscopy. Biophys J 95: 2989-2997

262. Stiel AC, Trowitzsch S, Weber G, Andresen M, Eggeling C, Hell SW, Jakobs S, Wahl MC (2007) 1.8 A bright-state structure of the reversibly switchablefluorescent protein Dronpa guides the generation of fast switching variants. Biochem J 402: 35-42

263. Strack RL, Strongin DE, Bhattacharyya D, Tao W, Berman A, Broxmeyer HE, Keenan RJ, Glick BS (2008) A noncytotoxic DsRed variant for whole-cell labeling. Nat Methods 5: 955-957

264. Subach FV, Patterson GH, Manley S, Gillette JM, Lippincott-Schwartz J, Verkhusha VV (2009a) Photoactivatable mCherry for high-resolution two-color fluorescence microscopy. Nat Methods 6: 153-159

265. Subach FV, Subach OM, Gundorov IS, Morozova KS, Piatkevich KD, Cuervo AM, Verkhusha W (2009b) Monomeric fluorescent timers that change color from blue to red report on cellular trafficking. Nat Chem Biol 5: 118-126

266. Subach FV, Zhang L, Gadella TW, Gurskaya NG, Lukyanov KA, Verkhusha VV (2010) Red fluorescent protein with reversibly photoswitchable absorbance for photochromic FRET. Chem Biol 17: 745-755

267. Subach OM, Gundorov IS, Yoshimura M, Subach FV, Zhang J, Gruenwald D, Souslova EA, Chudakov DM, Verkhusha VV (2008) Conversion of red fluorescent protein into a bright blue probe. Chem Biol 15: 1116-1124

268. Sugita M, Shiba Y (2005) Genetic tracing shows segregation of taste neuronal circuitries for bitter and sweet. Science 309: 781-785

269. Tachibana K, Hara M, Hattori Y, Kishimoto T (2008) Cyclin B-cdkl controls pronuclear union in interphase. Curr Biol 18: 1308-1313

270. Tallini YN, Ohkura M, Choi BR, Ji G, Imoto K, Doran R, Lee J, Plan P, Wilson J, Xin HB et al (2006) Imaging cellular signals in the heart in vivo: Cardiac expression of the high-signal Ca2+ indicator GCaMP2. Proc Natl Acad Sci U S A 103: 4753-4758

271. Terskikh A, Fradkov A, Ermakova G, Zaraisky A, Tan P, Kajava AV, Zhao X, Lukyanov S, Matz M, Kim S et al (2000) "Fluorescent timer": protein that changes color with time. Science 290: 1585-1588

272. Tian L, Hires SA, Mao T, Huber D, Chiappe ME, Chalasani SH, Petreanu L, Akerboom J, McKinney SA, Schreiter ER et al (2009) Imaging neural activity in worms, flies and mice with improved GCaMP calcium indicators. Nat Methods 6: 875-881

273. Tomosugi W, Matsuda T, Tani T, Nemoto T, Kotera I, Saito K, Horikawa K, Nagai T (2009) An ultramarine fluorescent protein with increased photostability and pH insensitivity. Nat Methods 6: 351-353

274. Tomura M, Yoshida N, Tanaka J, Karasawa S, Miwa Y, Miyawaki A, Kanagawa O (2008) Monitoring cellular movement in vivo with photoconvertible fluorescence protein "Kaede" transgenic mice. Proc Natl Acad Sei U S A 105: 10871-10876

275. Tsien RY (1998) The green fluorescent protein. Annu Rev Biochem 67: 509-544

276. Tunggal J, Wartenberg M, Paulsson M, Smyth N (2003) Expression of the nidogen-binding site of the laminin gamma 1 chain disturbs basement membrane formation and maintenance in F9 embryoid bodies. J Cell Sei 116: 803-812

277. Tyagi S (2009) Imaging intracellular RNA distribution and dynamics in living cells. Nat Methods 6: 331-338

278. Valencia-Burton M, McCullough RM, Cantor CR, Broude NE (2007) RNA visualization in live bacterial cells using fluorescent protein complementation. Nat Methods 4: 421-427

279. VanEngelenburg SB, Palmer AE (2008) Fluorescent biosensors of protein function. Curr Opin Chem Biol 12: 60-65

280. Verkhusha W, Chudakov DM, Gurskaya NG, Lukyanov S, Lukyanov KA (2004) Common pathway for the red chromophore formation in fluorescent proteins and chromoproteins. Chem Biol 11: 845-854

281. Verkhusha W, Kuznetsova IM, Stepanenko OV, Zaraisky AG, Shavlovsky MM, Turoverov KK, Uversky VN (2003) High stability of Discosoma DsRed as compared to Aequorea EGFP. Biochemistry 42: 7879-7884

282. Verkhusha W, Lukyanov KA (2004) The molecular properties and applications of Anthozoa fluorescent proteins and chromoproteins. Nat Biotechnol 22: 289-296

283. Verkhusha VV, Sorkin A (2005) Conversion of the monomeric red fluorescent protein into a photoactivatable probe. Chem Biol 12: 279-285

284. Vincent P, Maskos U, Charvet I, Bourgeais L, Stoppini L, Leresche N, Changeux JP, Lambert R, Meda P, Paupardin-Tritsch D (2006) Live imaging of neural structure and function by fibred fluorescence microscopy. EMBO Rep 7: 11541161

285. Vinkenborg JL, Evers TH, Reulen SW, Meijer EW, Merkx M (2007) Enhanced sensitivity of FRET-based protease sensors by redesign of the GFP dimerization interface. Chembiochem 8:1119-1121

286. Vogel SS, Thaler C, Koushik SV (2006) Fanciful FRET. Sci STKE 2006: re2

287. Waadt R, Schmidt LK, Lohse M, Hashimoto K, Bock R, Kudla J (2008) Multicolor bimolecular fluorescence complementation reveals simultaneous formation of alternative CBL/CIPK complexes in planta. Plant J 56: 505-516

288. Wachter RM, Remington SJ (1999) Sensitivity of the yellow variant of green fluorescent protein to halides and nitrate. Curr Biol 9: R628-629

289. Wall MA, Socolich M, Ranganathan R (2000) The structural basis for red fluorescence in the tetrameric GFP homolog DsRed. Nat Struct Biol 7: 1133-1138

290. Wang F, Dennis JE, Awadallah A, Solchaga LA, Molter J, Kuang Y, Salem N, Lin Y, Tian H, Kolthammer JA et al (2009) Transcriptional profiling of human mesenchymal stem cells transduced with reporter genes for imaging. Physiol Genomics 37: 23-34

291. Wang L, Jackson WC, Steinbach PA, Tsien RY (2004) Evolution of new nonantibody proteins via iterative somatic hypermutation. Proc Natl Acad Sci U S A 101: 16745-16749

292. Wang L, Tsien RY (2006) Evolving proteins in mammalian cells using somatic hypermutation. Nat Protoc 1: 1346-1350

293. Wang Q, Shui B, Kotlikoff MI, Sondermann H (2008) Structural basis for calcium sensing by GCaMP2. Structure 16: 1817-1827

294. Wang S, Hazelrigg T (1994) Implications for bed mRNA localization from spatial distribution of exu protein in Drosophila oogenesis. Nature 369: 400-403

295. Wang X, Pang Y, Ku G, Xie X, Stoica G, Wang LV (2003) Noninvasive laser-induced photoacoustic tomography for structural and functional in vivo imaging of the brain. Nat Biotechnol 21: 803-806

296. Ward WW, Cormier MJ (1976) Invitro Energy-Transfer in Renilla Bioluminescence. J Phys Chem 80: 2289-2291

297. Wiedenmann J, Elke C, Spindler KD, Funke W (2000) Cracks in the beta-can: fluorescent proteins from Anemonia sulcata (Anthozoa, Actinaria). Proc Natl Acad Sci US A 97: 14091-14096

298. Wiedenmann J, Nienhaus GU (2006) Live-cell imaging with EosFP and other photoactivatable marker proteins of the GFP family. Expert Rev Proteomics 3: 361-374

299. Wiedenmann J, Schenk A, Rocker C, Girod A, Spindler KD, Nienhaus GU (2002) A far-red fluorescent protein with fast maturation and reduced oligomerization tendency from Entacmaea quadricolor (Anthozoa, Actinaria). Proc Natl Acad Sci US A99: 11646-11651

300. Wiedenmann J, Vallone B, Renzi F, Nienhaus K, Ivanchenko S, Rocker C, Nienhaus GU (2005) Red fluorescent protein eqFP611 and its genetically engineered dimeric variants. J Biomed Opt 10: 14003

301. Willem M, Miosge N, Halfter W, Smyth N, Jannetti I, Burghart E, Timpl R, Mayer U (2002) Specific ablation of the nidogen-binding site in the laminin gamma 1 chain interferes with kidney and lung development. Development 129: 2711-2722

302. Wilmann PG, Battad J, Petersen J, Wilce MC, Dove S, Devenish RJ, Prescott M, Rossjohn J (2006b) The 2.1 A crystal structure of copGFP, a representative member of the copepod clade within the green fluorescent protein superfamily. J Mol Biol 359: 890-900

303. Wilmann PG, Turcic K, Battad JM, Wilce MC, Devenish RJ, Prescott M, Rossjohn J (2006c) The 1.7 A crystal structure of Dronpa: a photoswitchable green fluorescent protein. J Mol Biol 364: 213-224

304. Wu JC, Spin JM, Cao F, Lin S, Xie X, Gheysens O, Chen IY, Sheikh AY, Robbins RC, Tsalenko A et al (2006) Transcriptional profiling of reporter genes used for molecular imaging of embryonic stem cell transplantation. Physiol Genomics 25: 29-38

305. Yang M, Baranov E, Jiang P, Sun FX, Li XM, Li L, Hasegawa S, Bouvet M, Al-Tuwaijri M, Chishima T et al (2000a) Whole-body optical imaging of green fluorescent protein-expressing tumors and metastases. Proc Natl Acad Sci USA 97: 1206-1211

306. Yang M, Baranov E, Moossa AR, Penman S, Hoffman RM (2000b) Visualizing gene expression by whole-body fluorescence imaging. Proc Natl Acad Sci USA 97: 12278-12282

307. Yang TT, Cheng L, Kain SR (1996) Optimized codon usage and chromophore mutations provide enhanced sensitivity with the green fluorescent protein. Nucleic Acids Res 24: 4592-4593

308. Yarbrough D, Wachter RM, Kallio K, Matz MV, Remington SJ (2001) Refined crystal structure of DsRed, a red fluorescent protein from coral, at 2.0-A resolution. Proc Natl Acad Sci U S A 98: 462-467

309. Young P, Feng G (2004) Labeling neurons in vivo for morphological and functional studies. Curr Opin Neurobiol 14: 642-646

310. Yu J, Xiao J, Ren X, Lao K, Xie XS (2006) Probing gene expression in live cells, one protein molecule at a time. Science 311: 1600-1603

311. Yu YA, Shabahang S, Timiryasova TM, Zhang Q, Beltz R, Gentschev I, Goebel W, Szalay AA (2004) Visualization of tumors and metastases in live animals withbacteria and vaccinia virus encoding light-emitting proteins. Nat Biotechnol 22: 313-320

312. Yu YA, Timiryasova T, Zhang Q, Beltz R, Szalay AA (2003) Optical imaging: bacteria, viruses, and mammalian cells encoding light-emitting proteins reveal the locations of primary tumors and metastases in animals. Anal Bioanal Chem 377: 964-972

313. Zacharias DA, Violin JD, Newton AC, Tsien RY (2002) Partitioning of lipid-modified monomeric GFPs into membrane microdomains of live cells. Science 296: 913-916

314. Zamyatnin AA, Jr., Solovyev AG, Bozhkov PV, Valkonen JP, Morozov SY, Savenkov EI (2006) Assessment of the integral membrane protein topology in living cells. Plant J 46: 145-154

315. Zapata-Hommer O, Griesbeck O (2003) Efficiently folding and circularly permuted variants of the Sapphire mutant of GFP. BMC Biotechnol 3: 5

316. Zhang J, Campbell RE, Ting AY, Tsien RY (2002) Creating new fluorescent probes for cell biology. Nat Rev Mol Cell Biol 3: 906-918

317. Zhang L, Gurskaya NG, Merzlyak EM, Staroverov DB, Mudrik NN, Samarkina ON, Vinokurov LM, Lukyanov S, Lukyanov KA (2007) Method for real-time monitoring of protein degradation at the single cell level. Biotechniques 42: 446450

318. Zhang S, Ma C, Chalfie M (2004) Combinatorial marking of cells and organelles with reconstituted fluorescent proteins. Cell 119: 137-144

319. Zubova NN, Korolenko VA, Astafyev AA, Petrukhin AN, Vinokurov LM, Sarkisov OM, Savitsky AP (2005) Brightness of yellow fluorescent protein from coral (zFP538) depends on aggregation. Biochemistry 44: 3982-3993

320. Зубова НН, Булавина АЮ, А.П. С (2003) Спектральные и физико-химические свойства зелёного (GFP) и красного (drFP583) флуоресцирующих белков. Успехи биологической химии 43: 163-224

321. Зубова НН, Савицкий АП (2005) Зубова H.H., Савицкий А.П. Молекулярные клеточные сенсоры, созданные на основе цветных флуоресцирующих белков. I. Сенсоры pH, ионов С1—, Са2+, Zn2+, Cu2+. Успехи биологической химии45: 391-455.