Vihreä fluoresoiva proteiini (GFP) on proteiini jota esiintyy luonnollisesti meduusaAequorea victoria. Puhdistettu proteiini näyttää keltaiselta tavallisessa valaistuksessa, mutta hehkuu kirkkaan vihreänä auringonvalossa tai ultraviolettivalossa. Proteiini imee energisen sinisen ja ultraviolettivalon ja säteilee sitä alhaisemman energian vihreänä valona fluoresenssin kautta. Proteiinia käytetään molekyyli- ja solubiologiassa markkerina. Kun se viedään solujen ja organismien geenikoodiin, se on periytyvä. Tämä on tehnyt proteiinista paitsi hyödyllisen tieteelle myös kiinnostavan siirtogeenisten organismien, kuten fluoresoivien lemmikkikalojen, valmistuksessa.
Kristallimelja, Aequorea victoria, on molemmat bioluminesenssi (hehkuu pimeässä) ja fluoresoiva (hehkuu vastauksena ultraviolettivaloa). Pienet valokuvaelimet, jotka sijaitsevat meduusan sateenvarjolla, sisältävät luminesoivan proteiinin ekkoriinin, joka katalysoi reaktiota lusiferiinin kanssa valon vapauttamiseksi. Kun eekoriini on vuorovaikutuksessa Ca: n kanssa
2+ ioneja, syntyy sininen hehku. Sininen valo toimittaa energiaa saadakseen GFP: n hehkuvaksi vihreäksi.Osamu Shimomura suoritti tutkimuksen Brasilian bioluminesenssista A. Victoria 1960-luvulla. Hän oli ensimmäinen henkilö, joka eristi GFP: n ja määritti sen osan proteiinista, joka vastaa fluoresenssista. Shimomura katkaisi hehkuva renkaat irti miljoona meduusat ja puristi ne harson läpi materiaalin saamiseksi tutkimukselleen. Vaikka hänen löytönsä johti parempaan ymmärrykseen bioluminesenssista ja fluoresenssista, tätä villityyppistä vihreää fluoresoivaa proteiinia (GFP) oli liian vaikea hankkia, jotta sitä voitaisiin käyttää paljon käytännössä. Vuonna 1994 GFP oli kloonattu, tekemällä sen käytettäväksi laboratorioissa ympäri maailmaa. Tutkijat löysivät tapoja parantaa alkuperäistä proteiinia siten, että se hehkuu muissa väreissä, hehkuu kirkkaammin ja vuorovaikuttaa tietyillä tavoin biologisten materiaalien kanssa. Proteiinin valtava vaikutus tieteeseen johti Osamulle myönnettyyn vuoden 2008 Nobelin kemian palkintoon Shimomura, Marty Chalfie ja Roger Tsien "vihreän fluoresoivan proteiinin löytämisestä ja kehittämisestä, GFP."
Kukaan ei oikein tiedä bioluminesenssin tai fluoresenssin toimintaa kidehyytelössä. Roger Tsien, amerikkalainen biokemisti, joka jakoi vuoden 2008 Nobel-palkinnon kemiassa, spekuloi meduusat saattavat pystyä muuttamaan bioluminesenssinsa väriä muuttuvan paineenvaihdosta sen syvyys. Meduusakannat Washingtonin sataman Friday Harborissa kuitenkin romahtivat, mikä vaikeutti eläimen tutkimista sen luonnollisessa ympäristössä.
Vaikka fluoresenssin merkitys meduusalle on epäselvä, proteiinin vaikutus tieteelliseen tutkimukseen on huikea. Pienet fluoresoivat molekyylit ovat yleensä myrkyllisiä eläville soluille ja vesi vaikuttaa niihin negatiivisesti, rajoittaen niiden käyttöä. GFP: tä puolestaan voidaan käyttää elävien solujen proteiinien näkemiseen ja jäljittämiseen. Tämä tapahtuu liittymällä geeni proteiinigeenin GFP: lle. Kun proteiini valmistetaan solussa, fluoresoiva merkki kiinnittyy siihen. Valon loistaminen solussa saa proteiinin hehkuvaksi. Fluoresenssimikroskopia sitä käytetään elävien solujen tai solunsisäisten prosessien tarkkailemiseen, valokuvaamiseen ja kuvaamiseen häiritsemättä niitä. Tekniikka toimii viruksen tai bakteerien jäljittämiseksi, kun se tartuttaa solua, tai syöpäsolujen leimaamiseksi ja jäljittämiseksi. Lyhyesti sanottuna GFP: n kloonaaminen ja puhdistaminen ovat antaneet tutkijoille mahdollisuuden tutkia mikroskooppista elävää maailmaa.
GFP: n parannukset ovat tehneet siitä hyödyllisen biosensorina. Muokatut proteiinit toimivat molekyylikoneina, jotka reagoivat muutoksiin pH tai ionipitoisuus tai signaali, kun proteiinit sitoutuvat toisiinsa. Proteiini voi signaloida pois / päälle sillä, fluoresoi vai voiko se eritellä tiettyjä värejä olosuhteista riippuen.
Tieteelliset kokeilut eivät ole ainoa käyttö vihreällä fluoresoivalla proteiinilla. Taiteilija Julian Voss-Andreae luo proteiiniveistoksia tynnyrinmuotoisen GFP-rakenteen perusteella. Laboratoriot ovat sisällyttäneet GFP: n monien eläinten genomiin, jotkut lemmikkieläimiksi. Yorktown Technologiesista tuli ensimmäinen yritys, joka markkinoi fluoresoivia seeprakalaa nimeltään GloFish. Kirkkaanväriset kalat kehitettiin alun perin veden pilaantumisen seuraamiseksi. Muita fluoresoivia eläimiä ovat hiiret, siat, koirat ja kissat. Fluoresoivia kasveja ja sieniä on myös saatavana.