Proteina fluorescentă verde (GFP) este a proteină care apare în mod natural în meduzăAequorea victoria. Proteina purificată apare galbenă sub iluminare obișnuită, dar strălucește verde sub lumina soarelui sau lumina ultravioletă. Proteina absoarbe lumina albastră și ultravioleta energică și o emite ca o lumină verde cu energie mai mică prin fluorescență. Proteina este folosită în biologia moleculară și celulară ca marker. Când este introdus în codul genetic al celulelor și organismelor, acesta este ereditar. Acest lucru a făcut proteina nu numai utilă științei, dar este interesantă pentru crearea de organisme transgenice, cum ar fi peștele pentru animale de companie fluorescente.
Meduzele de cristal, Aequorea victoria, este ambele bioluminescent (strălucește în întuneric) și fluorescent (strălucire ca răspuns la lumină ultravioletă). Micile organe foto situate pe umbrela meduză conțin aequorină proteică luminiscentă care catalizează o reacție cu luciferină pentru a elibera lumina. Când aequorin interacționează cu Ca
2+ ioni, se produce o strălucire albastră. Lumina albastră furnizează energia pentru ca GFP să strălucească verde.Osamu Shimomura a efectuat cercetări privind bioluminescența din A. Victoria în anii '60. El a fost prima persoană care a izolat GFP și a determinat partea proteinei responsabile de fluorescență. Shimomura a tăiat inelele strălucitoare un milion meduze și le-a strecurat prin tifon pentru a obține materialul pentru studiul său. În timp ce descoperirile sale au condus la o mai bună înțelegere a bioluminiscenței și fluorescenței, această proteină fluorescentă verde (GFP) de tip sălbatic a fost prea dificilă pentru a putea avea o aplicare practică. În 1994, GFP a fost clonat, făcându-l disponibil pentru utilizare în laboratoare din întreaga lume. Cercetătorii au descoperit modalități de a îmbunătăți proteina originală pentru a face să strălucească în alte culori, să strălucească mai luminos și să interacționeze în moduri specifice cu materialele biologice. Imensul impact al proteinei asupra științei a dus la Premiul Nobel pentru Chimie din 2008, acordat lui Osamu Shimomura, Marty Chalfie și Roger Tsien pentru „descoperirea și dezvoltarea proteinei fluorescente verzi, GFP.“
Nimeni nu cunoaște de fapt funcția bioluminescenței sau fluorescenței în jeleul de cristal. Roger Tsien, biochimistul american care a împărțit premiul Nobel pentru chimie din 2008, a speculat meduzele ar putea să poată schimba culoarea bioluminiscenței sale din schimbarea presiunii în schimbare adâncimea sa. Cu toate acestea, populația de meduze din Friday Harbour, Washington, a suferit un colaps, ceea ce îngreunează studierea animalului în habitatul său natural.
Deși importanța fluorescenței pentru meduze nu este neclară, efectul pe care proteina l-a avut asupra cercetărilor științifice este uluitor. Moleculele fluorescente mici tind să fie toxice pentru celulele vii și afectate negativ de apă, limitând utilizarea acestora. GFP, pe de altă parte, poate fi utilizat pentru a vedea și urmări proteinele din celulele vii. Acest lucru se realizează prin alăturarea genă pentru GFP la gena unei proteine. Când proteina este fabricată într-o celulă, markerul fluorescent este atașat la ea. Strălucirea unei lumini la nivelul celulei face ca proteina să strălucească. Microscopie cu fluorescență este utilizat pentru a observa, fotografia și filma celulele vii sau procesele intracelulare fără a interfera cu ele. Tehnica funcționează pentru a urmări un virus sau bacterii, deoarece infectează o celulă sau pentru a eticheta și urmări celulele canceroase. Pe scurt, clonarea și rafinarea GFP au făcut posibilă cercetarea oamenilor de știință lumea vie viu microscopică.
Îmbunătățirile GFP au făcut-o utilă ca biosenzor. Proteinele modificate ca mașini moleculare acționează care reacționează la modificările din pH sau concentrație de ioni sau semnal atunci când proteinele se leagă între ele. Proteina poate semnaliza / dezactiva dacă fluorează sau nu sau poate emite anumite culori în funcție de condiții.
Experimentarea științifică nu este singura utilizare pentru o proteină fluorescentă verde. Artistul Julian Voss-Andreae creează sculpturi proteice bazate pe structura în formă de butoi a GFP. Laboratoarele au încorporat GFP în genomul unei varietăți de animale, unele destinate utilizării ca animale de companie. Yorktown Technologies a devenit prima companie care a comercializat pește fluorescent fluorescent numit GloFish. Peștele viu colorat a fost inițial dezvoltat pentru a urmări poluarea apei. Alte animale fluorescente includ șoareci, porci, câini și pisici. Plante fluorescente și ciuperci sunt de asemenea disponibile.