Grønt lysstoffrør (GFP) er et protein som forekommer naturlig i manetAequorea victoria. Det rensede proteinet virker gult under vanlig belysning, men lyser sterkt grønt under sollys eller ultrafiolett lys. Proteinet absorberer energisk blått og ultrafiolett lys og avgir det som et grønt lys med lavere energi via fluorescens. Proteinet brukes i molekylær- og cellebiologi som markør. Når den blir introdusert i den genetiske koden til celler og organismer, er den arvelig. Dette har gjort proteinet ikke bare nyttig for vitenskapen, men av interesse for å lage transgene organismer, for eksempel fluorescerende kjæledyrfisk.
Krystallmaneten, Aequorea victoria, er begge deler bioluminescerende (lyser i mørket) og lysstoffrør (glød som svar på ultrafiolett lys). Små fotoorganer som ligger på maneten-paraplyen inneholder det selvlysende protein-akvorinet som katalyserer en reaksjon med luciferin for å frigjøre lys. Når aequorin samhandler med Ca2+ ioner, en blå glød produseres. Det blå lyset forsyner energien til å gjøre GFP til å glø grønt.
Osamu Shimomura forsket på bioluminescens av EN. victoria på 1960-tallet. Han var den første personen som isolerte GFP og bestemte den delen av proteinet som var ansvarlig for fluorescens. Shimomura skar de glødende ringene av en million maneter og klemte dem gjennom gasbind for å skaffe materialet til studien hans. Mens funnene hans førte til en bedre forståelse av bioluminescens og fluorescens, var dette ville typen grønt fluorescerende protein (GFP) for vanskelig å få til å ha mye praktisk anvendelse. I 1994 var GFP klonet, gjør den tilgjengelig for bruk i laboratorier over hele verden. Forskere fant måter å forbedre det originale proteinet for å få det til å gløde i andre farger, glødere lysere og samhandle på spesifikke måter med biologiske materialer. Proteinets enorme innvirkning på vitenskapen førte til Nobelprisen i kjemi i 2008, som ble tildelt Osamu Shimomura, Marty Chalfie og Roger Tsien for "oppdagelsen og utviklingen av det grønne lysstoffrøret, GFP."
Ingen vet faktisk funksjonen til bioluminescens eller fluorescens i krystallgeléen. Roger Tsien, den amerikanske biokjemikeren som delte Nobelprisen i kjemi i 2008, spekulerte i maneter kan være i stand til å endre fargen på bioluminescensen fra trykkendringen ved å endre seg dens dybde. Manetenes befolkning i Friday Harbor, Washington, fikk imidlertid en kollaps, noe som gjorde det vanskelig å studere dyret i sitt naturlige habitat.
Mens betydningen av fluorescens for manetene er uklar, er effekten proteinet har hatt på vitenskapelig forskning svimlende. Små lysrørsmolekyler har en tendens til å være giftige for levende celler og påvirkes negativt av vann, noe som begrenser bruken av dem. GFP, derimot, kan brukes til å se og spore proteiner i levende celler. Dette gjøres ved å bli medlem av gen for GFP til genet til et protein. Når proteinet lages i en celle, festes den fluorescerende markøren til den. Ved å skinne et lys på cellen får proteinet til å gløde. Fluorescensmikroskopi brukes til å observere, fotografere og filme levende celler eller intracellulære prosesser uten å forstyrre dem. Teknikken fungerer for å spore et virus eller bakterier når den infiserer en celle eller for å merke og spore kreftceller. I et nøtteskall har kloning og raffinering av GFP gjort det mulig for forskere å undersøke den mikroskopiske leveverdenen.
Forbedringer i GFP har gjort det nyttig som biosensor. De modifiserte proteinene fungerer som molekylære maskiner som reagerer på endringer i pH- eller ionkonsentrasjon eller signal når proteiner binder seg til hverandre. Proteinet kan signalisere av / på ved om det lyser eller ikke kan avgi visse farger avhengig av forholdene.
Vitenskapelig eksperimentering er ikke den eneste bruken for et grønt lysstoffrør. Kunstneren Julian Voss-Andreae lager proteinneskulpturer basert på den tønneformede strukturen til GFP. Laboratorier har innlemmet GFP i genomet til en rekke dyr, noen for bruk som kjæledyr. Yorktown Technologies ble det første selskapet som markedsførte fluorescerende sebrafisk kalt GloFish. Den levende fargede fisken ble opprinnelig utviklet for å spore vannforurensning. Andre lysstoffrør inkluderer mus, griser, hunder og katter. Fluorescerende planter og sopp er også tilgjengelig.