Vihreä fluoresoiva proteiini (GFP) on proteiini, jota esiintyy meduusalajissa, Aequorea victoria, joka löytyy Pohjois -Tyynenmeren alueelta. Fluoresenssi on ilmiö, jossa tietyt aineet absorboivat energiaa sähkömagneettisesta säteilystä, kuten valosta, ja lähettävät energiaa eri, normaalisti pidemmällä aallonpituudella. GFP: n tuottama vihreä hehku johtuu siitä, että se absorboi suhteellisen suuren energian sinistä ja ultraviolettivaloa ja säteilee sitä vihreänä valona, jolla on pidempi aallonpituus ja vähemmän energiaa; siksi se hehkuu vihreänä, kun se altistuu näkymättömälle ultraviolettivalolle. GFP on erityisen kiinnostava biologille, koska toisin kuin useimmat muut fluoresoivat proteiinit, se fluoresoi itsestään ilman mitään vuorovaikutusta muiden molekyylien kanssa. Koska se on proteiini, joka koostuu kokonaan aminohapoista, tämä tarkoittaa, että organismit voidaan geneettisesti muokata tuottamaan sitä, mikä saa aikaan laajan valikoiman sovelluksia eri biologian aloilla.
Bioluminesenssia esiintyy monissa meren eliöissä. Aequorea victorian tapauksessa kemiluminesoiva aine nimeltä aequorin säteilee sinistä valoa, kun se yhdistyy kalsiumionien kanssa. Vihreä fluoresoiva proteiini absorboi tämän valon tuottaakseen vihreän hehkun. Useiden muiden meren eliöiden on havaittu sisältävän näitä aineita, mutta ei ole selvää, miksi ne ovat kehittyneet tuottamaan tätä hehkua tai muuttamaan väriä sinisestä vihreäksi. Yksi ehdotus, joka perustuu kokeelliseen näyttöön siitä, että hehkuva GFP voi vapauttaa elektroneja, on se, että GFP voisi toimia valoa aktivoivana elektroninluovuttajana samalla tavalla kuin vihreiden kasvien klorofylli.
Vihreällä fluoresoivalla proteiinilla on monimutkainen rakenne. Fluoresoiva osa, joka tunnetaan nimellä fluoresoiva kromofori, koostuu kolmesta aminohaposta, tyrosiinista, glysiinistä ja joko seriinistä tai treoniinista, jotka on yhdistetty renkaan muotoon. Tämä sisältyy sylinterimäiseen rakenteeseen, joka suojaa kromoforia kosketukselta muiden molekyylien kanssa. Tämä ominaisuus on ratkaiseva fluoresenssin kannalta, koska kosketus vesimolekyyleihin muussa tapauksessa hajota vihreän hehkun tuottamiseen käytetty energia.
GFP on osoittautunut erittäin hyödylliseksi muun muassa genetiikan, kehitysbiologian, mikrobiologian ja neurologian aloilla. Sitä voidaan käyttää tiettyjen proteiinien merkitsemiseen organismin sisällä nähdäkseen missä ja milloin ne ilmentyvät; organismin DNA: n osa, joka koodaa kiinnostuksen kohteena olevaa proteiinia, voidaan suunnitella myös syntetisoimaan GFP: tä, mikä mahdollistaa proteiinin seurannan elävissä soluissa ultraviolettivalon avulla. Virukset voidaan myös merkitä tällä tavalla, jolloin elävien organismien infektioita voidaan seurata. Vihreä fluoresoiva proteiini voidaan myös modifioida fluoresoimaan useissa muissa väreissä, mikä avaa uusia mahdollisuuksia. Yksi näistä on ollut siirtogeenisten hiirien luominen erilaisilla neuroneissa ilmenneillä fluoresoivien proteiinien yhdistelmillä, jotka mahdollistavat aivojen hermosolujen yksityiskohtaisen tutkimuksen.
Muita sovelluksia on löydetty biologian ulkopuolelta. Yksi kiistanalainen kehitys on loisteputkien suunnittelu. On luotu geneettisesti muokattuja eläimiä, jotka tuottavat vihreää fluoresoivaa proteiinia, ja niihin kuuluvat kalat, rotat, siat ja kani.