Hva er grønn lysstoffrør?

Grønt lysstoffrør (GFP) er protein som forekommer i en art av maneter, Aequorea victoria , som finnes i Nord-Stillehavet. Fluorescens er et fenomen der visse stoffer tar opp energi fra elektromagnetisk stråling, for eksempel lys, og avgir energien på en annen, normalt lengre bølgelengde. Den grønne gløden produsert av GFP er resultatet av at den absorberer relativt høyt energi blått og ultrafiolett lys og sender det ut som grønt lys, som har en lengre bølgelengde og mindre energi; det vil derfor glø grønt når det utsettes for usynlig ultrafiolett lys. GFP er av spesiell interesse for biologer da den, i motsetning til de fleste andre fluorescerende proteiner, lysstoffrør av seg selv uten krav om interaksjon med andre molekyler. Siden det er et protein som utelukkende består av aminosyrer, betyr dette at organismer kan være genetisk konstruert for å produsere det, noe som gir opphav til et bredt spekter av bruksområder innen forskjellige felt av biologi.

Bioluminescens forekommer i mange marine organismer. Når det gjelder Aequorea victoria , avgir et kjemiluminescerende stoff som kalles aequorin blått lys når det kombineres med kalsiumioner. Dette lyset blir deretter absorbert av det grønne lysstoffrøret for å produsere en grønn glød. Det har vist seg at en rekke andre marine organismer inneholder disse stoffene, men det er ikke klart hvorfor de har utviklet seg til å produsere denne glødet eller for å endre fargen fra blå til grønn. Et forslag, basert på eksperimentelle bevis for at glødende GFP kan frigjøre elektroner, er at GFP kan fungere som en lysaktivert elektrondonor, på lignende måte som klorofyll i grønne planter.

Det grønne lysstoffrøret har en sammensatt struktur. Den fluorescerende delen - kjent som en fluorescerende kromofor - består av tre aminosyrer, tyrosin, glycin og enten serin eller treonin, skjøtet i en ringform. Dette er inneholdt i en sylindrisk struktur som beskytter kromoforen mot kontakt med andre molekyler, en funksjon som er avgjørende for fluorescensen, da kontakt med vannmolekyler ellers ville spre energien som brukes til å produsere den grønne glød.

GFP har vist seg å være ekstremt nyttig innen felt som genetikk, utviklingsbiologi, mikrobiologi og nevrologi. Det kan brukes til å merke spesifikke proteiner i en organisme for å se hvor og når de kommer til uttrykk; den delen av organismens DNA som koder for proteinet av interesse, kan konstrueres til også å syntetisere GFP, og dermed tillate sporing av proteinet i levende celler ved bruk av ultrafiolett lys. Virus kan også merkes på denne måten, slik at infeksjoner i levende organismer kan overvåkes. Grønt lysstoffrør kan også modifiseres til lysstoffrør i flere andre farger, noe som åpner for nye muligheter. En av disse har vært opprettelsen av transgene mus med varierende kombinasjoner av fluorescerende proteiner uttrykt i nevroner, som gjør det mulig å undersøke nevrale traséer i hjernen i detalj.

Andre bruksområder er funnet utenfor biologien. En kontroversiell utvikling er prosjektering av lysstoffrør. Det er laget genetisk manipulerte dyr som produserer grønt lysstoffrør, og inkluderer fisk, rotter, griser og en kanin.