البروتين الفلوري الأخضر (GFP) بروتين الذي يحدث بشكل طبيعي في قناديل البحراكوريا فيكتوريا. يظهر البروتين المنقى بلون أصفر تحت إضاءة عادية ولكنه يضيء بلون أخضر فاتح تحت أشعة الشمس أو الضوء فوق البنفسجي. يمتص البروتين الضوء الأزرق والأشعة فوق البنفسجية النشط وينبعث منه كضوء أخضر منخفض الطاقة عبر مضان. يستخدم البروتين في البيولوجيا الجزيئية والخلوية كعلامة. عندما يتم إدخالها في الشفرة الوراثية للخلايا والكائنات ، فإنها تكون وراثية. وقد جعل هذا البروتين ليس مفيدًا للعلم فحسب ، بل إنه مهتم أيضًا بصنع الكائنات الحية المحورة جينيا ، مثل أسماك الزينة الفلورية.
قنديل البحر الكريستال ، اكوريا فيكتوريا، كلاهما تلألؤ بيولوجي (يضيء في الظلام) وفلوريسنت (يتوهج ردا على ضوء الأشعة فوق البنفسجية). تحتوي الأعضاء ذات الصورة الصغيرة الموجودة على مظلة قنديل البحر على بروتين الانارة الذي يحفز التفاعل مع اللوسيفيرين لإطلاق الضوء. عندما يتفاعل aequorin مع كاليفورنيا2+ أيونات ، يتم إنتاج وهج أزرق. يوفر الضوء الأزرق الطاقة اللازمة لجعل GFP يتوهج باللون الأخضر.
أجرى أوسامو شيمومورا أبحاثًا في تلألؤ بيولوجي أ. فيكتوريا
في 1960s. كان أول شخص يعزل GFP وتحديد جزء البروتين المسؤول عن التألق. قام شيمومورا بقطع الحلقات المتوهجة مليون قنديل البحر والعصر لهم من خلال الشاش للحصول على المواد لدراسته. في حين أن اكتشافاته أدت إلى فهم أفضل لمعان تلألؤ بيولوجي ومضان ، كان من الصعب للغاية الحصول على هذا البروتين الفلوري الأخضر من النوع البري (GFP) للحصول على تطبيق عملي كبير. في عام 1994 ، كان GFP المستنسخة، مما يجعلها متاحة للاستخدام في المختبرات في جميع أنحاء العالم. وجد الباحثون طرقًا لتحسين البروتين الأصلي لجعله يتوهج بألوان أخرى ، يتوهج بشكل أكثر سطوعًا ، ويتفاعل بطرق محددة مع المواد البيولوجية. أدى التأثير الهائل للبروتين على العلوم إلى الحصول على جائزة نوبل للكيمياء لعام 2008 ، والتي منحت لأوسامو شيمومورا ، مارتي تشلفي ، وروجر تسين "لاكتشاف وتطوير البروتين الفلوري الأخضر ، GFP. "لا أحد يعرف في الواقع وظيفة تلألؤ بيولوجي أو مضان في هلام الكريستال. روجر تسين ، عالم الكيمياء الحيوية الأمريكي الذي شارك في جائزة نوبل للكيمياء لعام 2008 ، تكهن قنديل البحر قد يكون قادرا على تغيير لون تلألؤ بيولوجي من تغيير الضغط للتغيير عمقها. ومع ذلك ، عانى سكان قناديل البحر في فرايداي هاربور ، واشنطن ، من الانهيار ، مما يجعل من الصعب دراسة الحيوان في بيئته الطبيعية.
في حين أن أهمية التألق في قنديل البحر غير واضحة ، فإن تأثير البروتين على البحث العلمي مذهل. جزيئات الفلورسنت الصغيرة تميل إلى أن تكون سامة للخلايا الحية وتتأثر سلبًا بالمياه ، مما يحد من استخدامها. من ناحية أخرى ، يمكن استخدام GFP لرؤية وتتبع البروتينات في الخلايا الحية. ويتم ذلك عن طريق الانضمام إلى الجين ل GFP إلى جين البروتين. عندما يصنع البروتين في خلية ، يتم إرفاق علامة الفلورسنت به. تسليط الضوء على الخلية يجعل البروتين يتوهج. المجهر مضان يستخدم لمراقبة وتصوير وتصوير الخلايا الحية أو العمليات داخل الخلايا دون التدخل فيها. تعمل هذه التقنية على تتبع فيروس أو بكتيريا حيث تصيب الخلية أو تسمي الخلايا السرطانية وتتبعها. باختصار ، أتاح استنساخ وتكرير GFP للعلماء فحص العالم الحي المجهري.
جعلت التحسينات في GFP من المفيد باعتبارها جهاز استشعار البيولوجي. البروتينات المعدلة مثل الآلات الجزيئية التي تتفاعل مع التغيرات في درجة الحموضة أو تركيز أيون أو إشارة عندما ترتبط البروتينات مع بعضها البعض. يمكن أن يعمل البروتين على إيقاف / تشغيل ما إذا كان يتألق أو لا ينبعث من ألوان معينة تبعًا للظروف.
التجربة العلمية ليست الاستخدام الوحيد لبروتين الفلورسنت الأخضر. يصمم الفنان جوليان فوس أندريه تماثيل بروتينية تعتمد على هيكل GFP على شكل برميل. أدمجت المختبرات GFP في الجينوم لمجموعة متنوعة من الحيوانات ، بعضها للاستخدام كحيوانات أليفة. أصبحت يوركتاون تكنولوجيز أول شركة تقوم بتسويق أسماك الزرد التي تسمى الفلوفينس GloFish. تم تطوير الأسماك ذات الألوان الزاهية لتتبع تلوث المياه. وتشمل الحيوانات الفلورية الأخرى الفئران والخنازير والكلاب والقطط. النباتات الفلورية والفطريات متوفرة أيضا.