Luciferase報告基因系統是以熒光素(luciferin)為底物來檢測螢火蟲熒光素酶(firefly luciferase)。熒光素酶可以催化luciferin氧化成oxyluciferin，在luciferin氧化的過程中，會發出生物熒光(bioluminescence)。然后可以通過熒光測定儀也稱化學發光儀(luminometer)或液閃測定儀測定luciferin氧化過程中釋放的生物熒光。熒光素和熒光素酶這一生物發光體系，可以極其靈敏、高效地檢測基因的表達。通常把感興趣的基因轉錄的調控元件克隆在luciferase的上游或其他適當的地方，構建成報告基因質粒。然后轉染細胞，適當刺激或處理后裂解細胞，測定熒光素酶活性。通過熒光素酶活性的高低判斷刺激前后或不同刺激對感興趣的調控元件的影響。

實驗中螢火蟲螢光素酶與基因表達的特定實驗條件相關，海腎螢光素酶用來做轉染的內參，以校正不同樣品之間轉染的轉染效率。螢火蟲螢光素酶和海腎熒光素酶不需要翻譯后修飾即具有生物活性，一旦翻譯完成即具有報告基因的功能。通過加入特定的螢光素酶底物，螢光素酶與底物反應過程中會發出生物螢光，然后可以通過螢光測定儀測定反應過程中釋放的生物螢光。

應用領域
（1） 啟動子活性分析及檢測基因轉錄后調控狀態。
（2） 結合定點基因突變等方法確定miRNA與靶基因3’UTR的作用位點。
（3） 信號通路活性分析，通過檢測某個信號通路的下游轉錄因子的活性來監測信號通路的活性；
（4） 體內（腫瘤）細胞示蹤分析。

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