Зеленият флуоресцентен протеин (GFP) е a протеин което се среща естествено в медузаAequorea victoria. Пречистеният протеин изглежда жълт при обикновено осветление, но свети ярко зелено при слънчева или ултравиолетова светлина. Протеинът абсорбира енергийно синята и ултравиолетова светлина и я излъчва като зелена светлина с по-ниска енергия чрез флуоресценция. Протеинът се използва в молекулярната и клетъчната биология като маркер. Когато се въвежда в генетичния код на клетки и организми, той е наследствен. Това направи протеинът не само полезен за науката, но и представлява интерес от създаването на трансгенни организми, като флуоресцентни риби за домашни любимци.
Кристалната медуза, Aequorea victoria, е и двете биолюминесцентни (свети в тъмното) и флуоресцентни (сияние в отговор на ултравиолетова светлина). Малки фотооргани, разположени на чадъра на медузата, съдържат луминисцентния протеин аекорин, който катализира реакция с луциферин за освобождаване на светлина. Когато аекорин взаимодейства с Ca
2+ йони, се получава синьо сияние. Синята светлина доставя енергия, за да GFP да свети зелено.Осаму Шимомура проведе изследвания за биолуминесценцията на А. Виктория през 60-те години. Той е първият човек, който изолира GFP и определя частта от протеина, отговорен за флуоресценцията. Шимомура отряза светещите пръстени от милион медузи и ги прецежда през марля, за да получи материала за изследването си. Въпреки че откритията му доведоха до по-добро разбиране на биолуминесценцията и флуоресценцията, този див тип зелен флуоресцентен протеин (GFP) беше твърде трудно да се получи, за да има много практическо приложение. През 1994 г. беше GFP клонирана, което го прави достъпно за използване в лаборатории по целия свят. Изследователите откриха начини да подобрят първоначалния протеин, за да го накарат да свети в други цветове, да свети по-ярко и да взаимодействат по специфични начини с биологични материали. Огромното въздействие на протеина върху науката доведе до Нобеловата награда за химия за 2008 г., присъдена на Озаму Шимомура, Марти Чалфи и Роджър Циен за „откриването и развитието на зеления флуоресцентен протеин, GFP. "
Никой всъщност не знае функцията на биолуминесценцията или флуоресценцията в кристалното желе. Роджър Циен, американският биохимик, който сподели Нобеловата награда за химия за 2008 г., спекулира с това медузите може да могат да променят цвета на своята биолуминесценция от промяната на налягането при промяна дълбочината му. Въпреки това, популацията на медузите в петък Харбър, Вашингтон, претърпя срив, което затрудни изследването на животното в естественото му местообитание.
Въпреки че значението на флуоресценцията за медузите е неясно, ефектът, който протеинът има върху научните изследвания, е потресаващ. Малките флуоресцентни молекули са склонни да бъдат токсични за живите клетки и влияят отрицателно от водата, ограничавайки тяхното използване. GFP, от друга страна, може да се използва за преглед и проследяване на протеини в живи клетки. Това става чрез присъединяване към ген за GFP към гена на протеин. Когато протеинът е направен в клетка, флуоресцентният маркер е прикрепен към него. Сияещата светлина в клетката прави протеиновия блясък. Флуоресцентна микроскопия се използва за наблюдение, фотографиране и филмиране на живи клетки или вътреклетъчни процеси, без да се намесва в тях. Техниката работи за проследяване на вирус или бактерия, тъй като заразява клетка или за маркиране и проследяване на ракови клетки. С две думи клонирането и рафинирането на GFP направиха възможно учените да изследват микроскопичния жив свят.
Подобренията в GFP го направиха полезен като биосензор. Модифицираните протеини действат като молекулярни машини, които реагират на промените в рН или йонна концентрация или сигнал, когато протеините се свързват един с друг. Протеинът може да сигнализира / изключва, независимо дали флуоресцира или не може да излъчва определени цветове в зависимост от условията.
Научните експерименти не са единствената употреба за зелен флуоресцентен протеин. Художникът Джулиан Вос-Андреа създава протеинови скулптури въз основа на структурата на варела на GFP. Лабораториите са включили GFP в генома на различни животни, някои за използване като домашни любимци. Yorktown Technologies стана първата компания, която пуска на пазара флуоресцентни зебрафити, наречени GloFish. Живо оцветените риби първоначално са разработени за проследяване на замърсяването на водата. Други флуоресцентни животни включват мишки, прасета, кучета и котки. Предлагат се и флуоресцентни растения и гъби.