Grønt fluorescerende protein (GFP) er en protein der forekommer naturligt i vandmandAequorea victoria. Det oprensede protein forekommer gult under almindelig belysning, men lyser stærkt grønt under sollys eller ultraviolet lys. Proteinet absorberer energisk blåt og ultraviolet lys og udsender det som et lavere energi-grønt lys via fluorescens. Proteinet bruges i molekylær- og cellebiologi som markør. Når den indføres i den genetiske kode for celler og organismer, er den arvelig. Dette har gjort proteinet ikke kun nyttigt for videnskaben, men af interesse for at fremstille transgene organismer, såsom fluorescerende kæledyrsfisk.
Krystallmanet, Aequorea victoria, er begge dele bioluminescerende (lyser i mørke) og lysstofrør (glød som svar på ultraviolet lys). Små fotoorganer placeret på vandmagasinparaplyen indeholder den selvlysende protein aequorin, der katalyserer en reaktion med luciferin for at frigive lys. Når aequorin interagerer med Ca2+ ioner, der produceres en blå glød. Det blå lys leverer energien til at gøre GFP til at gløde grønt.
Osamu Shimomura forskede i bioluminescens af EN. victoria i 1960'erne. Han var den første person, der isolerede GFP og bestemte den del af proteinet, der var ansvarlig for fluorescens. Shimomura skar de glødende ringe ud af en million vandmænd og klemte dem gennem gaze for at få materialet til hans undersøgelse. Mens hans opdagelser førte til en bedre forståelse af bioluminescens og fluorescens, var dette vildtype grønne fluorescerende protein (GFP) for svært at få til at have meget praktisk anvendelse. I 1994 var GFP klonet, der gør den tilgængelig til brug i laboratorier over hele verden. Forskere fandt måder at forbedre det originale protein for at få det til at gløde i andre farver, gløde mere lys og interagere på specifikke måder med biologiske materialer. Proteinets enorme indvirkning på videnskab førte til Nobelprisen i kemi i 2008, der blev tildelt Osamu Shimomura, Marty Chalfie og Roger Tsien for "opdagelsen og udviklingen af det grønne fluorescerende protein, GFP."
Ingen kender faktisk funktionen af bioluminescens eller fluorescens i krystallen. Roger Tsien, den amerikanske biokemiker, der delte 2008 Nobelprisen i kemi, spekulerede i vandmænd kunne være i stand til at ændre farven på dens bioluminescens fra trykændringen ved at ændre sig dens dybde. Men vandmændbestanden i Friday Harbor, Washington, blev ramt af et sammenbrud, hvilket gjorde det vanskeligt at studere dyret i dets naturlige habitat.
Mens betydningen af fluorescens for vandmændene er uklar, er effekten, som proteinet har haft på videnskabelig forskning, svimlende. Små fluorescerende molekyler er tilbøjelige til at være giftige for levende celler og påvirkes negativt af vand, hvilket begrænser brugen af dem. GFP kan på den anden side bruges til at se og spore proteiner i levende celler. Dette gøres ved at blive medlem af gen for GFP til genet af et protein. Når proteinet fremstilles i en celle, fastgøres den fluorescerende markør til det. Ved at skinne et lys ved cellen får proteinet glød. Fluorescensmikroskopi bruges til at observere, fotografere og filme levende celler eller intracellulære processer uden at forstyrre dem. Teknikken fungerer til at spore en virus eller bakterier, da den inficerer en celle eller at mærke og spore kræftceller. Kort sagt har kloning og raffinering af GFP gjort det muligt for forskere at undersøge den mikroskopiske levende verden.
Forbedringer i GFP har gjort det nyttigt som biosensor. De modificerede proteiner fungerer som molekylære maskiner, der reagerer på ændringer i pH eller ionkoncentration eller signal, når proteiner binder til hinanden. Proteinet kan signalere til / fra ved, hvorvidt det lyser eller ikke kan udsende bestemte farver afhængigt af betingelserne.
Videnskabelig eksperimentering er ikke den eneste anvendelse til et grønt fluorescerende protein. Kunstneren Julian Voss-Andreae skaber proteinskulpturer baseret på den tøndeformede struktur af GFP. Laboratorier har inkorporeret GFP i genomet til en række forskellige dyr, nogle til brug som kæledyr. Yorktown Technologies blev det første firma, der markedsførte fluorescerende zebrafisk kaldet GloFish. De levende farvede fisk blev oprindeligt udviklet til at spore vandforurening. Andre fluorescerende dyr inkluderer mus, svin, hunde og katte. Fluorescerende planter og svampe er også tilgængelige.