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雙熒光素酶實驗通常用于以下研究方向:驗證miR同mRNA靶向互作。將待測mRNA的預測靶向序列插入報告基因載體，再共轉入該miRmimics，如果熒光素酶活性下降，則提示為其靶序列。驗證miR同lncRNA靶向互作。將候選的lncRNA預測靶向序列插入報告基因載體中F-Luc的3’UTR區域，檢測熒光素活性。啟動子結構分析。將啟動子區域序列（通常2k左右）進行分段截短，或對特定位點進行突變，再分別構建入luciferase報告載體中替換啟動子序列，檢測其啟動子活性。驗證特定轉錄因子同其調控序列的作用。雙熒光素酶實驗
將該序列（通常為啟動子區域）插入報告基因載體，同時在實驗細胞中共轉過表達該轉錄因子，可分析轉錄因子過表達是否提高熒光素酶活性。細胞動物整體實驗
