Roheline fluorestsentsvalk (GFP) on a valk mis toimub looduslikult meduusidAequorea victoria. Puhastatud valk on tavalise valgustuse korral kollane, kuid päikesevalguse või ultraviolettvalguse käes helendab erkroheliseks. Valk neelab energeetilist sinist ja ultraviolettvalgust ning kiirgab seda madalama energiaga rohelise tulena fluorestsentsi kaudu. Valku kasutatakse markerina molekulaar- ja rakubioloogias. Rakkude ja organismide geneetilisse koodi sisestamisel on see päritav. See on muutnud valgu mitte ainult teaduse jaoks kasulikuks, vaid pakub huvi transgeensete organismide, näiteks fluorestsents-lemmikloomade valmistamiseks.
Kristall millimallikas, Aequorea victoria, on mõlemad bioluminestsents (helendab pimedas) ja fluorestsents (kuma vastusena ultraviolettvalgus). Meduuside vihmavarjus asuvad väikesed fotoorganid sisaldavad luminestsentsvalgu ekvoriini, mis katalüüsib reaktsiooni lutsiferiiniga valguse vabastamiseks. Kui aequorin suhtleb Ca2+ ioonid, tekib sinine kuma. Sinine tuli annab energiat, et muuta GFP roheliseks.
Osamu Shimomura viis läbi uuringud Bioluminestsentsi kohta A. viktoria aastatel 1960. aastatel. Ta oli esimene inimene, kes isoleeris GFP ja määras selle valgu osa, mis vastutab fluorestsentsi eest. Shimomura lõikas hõõguvad rõngad ära miljon meduusid ja pigistasid need läbi marli, et saada materjali oma uuringuks. Kuigi tema avastused viisid parema arusaamiseni bioluminestsentsist ja fluorestsentsist, oli seda metsiktüüpi rohelist fluorestsentsvalku (GFP) liiga keeruline saada, et seda palju praktiliselt kasutada. 1994. aastal oli GFP kloonitud, muutes selle kasutamiseks laborites kogu maailmas. Teadlased leidsid võimalusi algvalgu täiustamiseks, et muuta see teistes värvides helendavaks, heledamaks ja bioloogiliste materjalidega spetsiifilisel viisil suhelda. Valgu tohutu mõju teadusele viis 2008. aastal Osamu nimelise Nobeli keemiapreemia saamiseni Shimomura, Marty Chalfie ja Roger Tsien "rohelise fluorestsentsvalgu avastamise ja arendamise eest, GFP. "
Keegi ei tea bioluminestsentsi või fluorestsentsi funktsiooni kristalliseerunud tarretises. USA biokeemik Roger Tsien, kes jagas 2008. aastal Nobeli keemiapreemiat, spekuleeris meduus võib olla võimeline muutma oma bioluminestsentsi värvi muutumise rõhumuutustest selle sügavus. Kuid Washingtonis Friday Harboris asuva meduuside populatsioon varises kokku, mis raskendas looma uurimist looduslikus elupaigas.
Kuigi fluorestsentsi tähtsus meduusidele on ebaselge, on valgu mõju teaduslikele uuringutele jahmatav. Väikesed fluorestsentsmolekulid kipuvad olema elusrakkudele mürgised ja vesi mõjutab neid negatiivselt, piirates nende kasutamist. Teisest küljest saab GFP-d kasutada elusate rakkude valkude nägemiseks ja jälgimiseks. Selleks liitutakse geen GFP jaoks valgu geenile. Kui valk on valmistatud rakus, kinnitatakse sellele fluorestsentsmarker. Raku valguse sära paneb valgu särama. Fluorestsentsmikroskoopia kasutatakse elusrakkude või rakusiseste protsesside jälgimiseks, pildistamiseks ja filmimiseks neid segamata. See meetod töötab viiruse või bakterite jälitamiseks, kui need nakatavad rakke, või vähirakkude märgistamiseks ja jälgimiseks. Lühidalt - GFP kloonimine ja rafineerimine on võimaldanud teadlastel uurida mikroskoopilist elavat maailma.
GFP täiustused on teinud selle kasulikuks biosensorina. Modifitseeritud valgud toimivad molekulaarsete masinatena, mis reageerivad muutustele pH või ioonide kontsentratsioon või signaal, kui valgud seonduvad üksteisega. Valk võib signaali välja / sisse lülitada sõltuvalt tingimustest, kas see fluorestseerub või eraldab teatud värve või mitte.
Teaduslikud katsed pole rohelise fluorestsentsvalgu ainus kasutusala. Kunstnik Julian Voss-Andreae loob GFP tünnikujulisele struktuurile tuginedes valgusskulptuure. Laborid on lülitanud GFP paljude loomade genoomi, mõned lemmikloomadeks. Yorktown Technologies sai esimeseks ettevõtteks, mis turustas fluorestsentsi sebrakala nimega GloFish. Erksavärvilised kalad töötati algselt välja veereostuse jälgimiseks. Teiste fluorestsentsloomade hulka kuuluvad hiired, sead, koerad ja kassid. Saadaval on ka fluorestsentstaimed ja seened.