پروتئین فلورسنت سبز
برنامه‌های کاربردی > میکروسکوپ فلورسانس

در دسترس بودن GFP و مشتقات آن میکروسکوپ فلورسانس و نحوه استفاده از آن را در زیست‌شناسی سلول و سایر رشته‌های زیست شناختی کاملاً تعریف کرده‌است. در حالی که اکثر مولکولهای کوچک فلورسنت مانند FITC (ایزوتیوسیانات فلورسئین) وقتی در سلولهای زنده استفاده می‌شود به شدت فتوتوکسیک هستند، پروتئین‌های فلورسنت مانند GFP وقتی در سلولهای زنده روشن شوند معمولاً بسیار مضر هستند. این امر باعث ایجاد سیستم‌های میکروسکوپی فلورسانس سلول زنده بسیار خودکار شده‌است، که می‌تواند برای مشاهده سلول‌ها با گذشت زمان بیان یک یا چند پروتئین برچسب خورده با پروتئین‌های فلورسنت مورد استفاده قرار گیرد. به عنوان مثال، GFP به‌طور گسترده‌ای در برچسب زدن اسپرم موجودات مختلف برای اهداف شناسایی مانند Drosophila melanogaster استفاده شده‌است، جایی که بیان GFP می‌تواند به عنوان یک نشانگر برای یک ویژگی خاص استفاده شود. GFP همچنین می‌تواند در ساختارهای مختلف بیان شود که تمایز ریخت‌شناسی را امکان‌پذیر می‌کند. در چنین مواردی، ژن تولید GFP در ژنوم ارگانیسم موجود در ناحیه DNA گنجانده می‌شود که برای پروتئین‌های هدف کدگذاری می‌کند و توسط همان توالی نظارتی کنترل می‌شود؛ یعنی توالی تنظیمی ژن علاوه بر پروتئین (های) برچسب خورده، تولید GFP را نیز کنترل می‌کند. در سلولهایی که ژن بیان شده و پروتئینهای دارای برچسب تولید می‌شوند، GFP همزمان تولید می‌شود؛ بنابراین، فقط سلولهایی که ژن برچسب زده شده در آنها بیان شده یا پروتئینهای هدف تولید می‌شوند، وقتی توسط میکروسکوپ فلورسانس مشاهده شوند، فلورس خواهند شد. تجزیه و تحلیل چنین فیلم‌های مرور زمان تعریف بسیاری از فرایندهای بیولوژیکی از جمله خمش پروتئین ، انتقال پروتئین و پویایی RNA را تعریف کرده‌است، که در گذشته با استفاده از مواد غیر ارگانیک مورد مطالعه قرار گرفته بود. از داده‌های بدست آمده همچنین برای کالیبراسیون مدل‌های ریاضی سیستم‌های داخل سلولی و تخمین میزان بیان ژن استفاده می‌شود. به‌طور مشابه، GFP می‌تواند به عنوان شاخص بیان پروتئین در سیستم‌های ناهمگن استفاده شود. در این سناریو، پروتئین‌های همجوشی حاوی GFP به‌طور غیرمستقیم، با استفاده از RNA سازه، یا مستقیماً، با خود پروتئین برچسب دار معرفی می‌شوند. این روش برای مطالعه خصوصیات ساختاری و عملکردی پروتئین برچسب خورده در مقیاس ماکرومولکولی یا تک مولکولی با میکروسکوپ فلورسانس مفید است.
میکروسکوپ Vertico SMI با استفاده از فناوری SPDM Phymod از اثر به اصطلاح «نور رنگبری بازگشت‌پذیر» رنگهای فلورسنت مانند GFP و مشتقات آن استفاده می‌کند تا آنها را به صورت تک مولکول‌ها در وضوح نوری ۱۰ بومی کند نانومتر این امر همچنین می‌تواند به عنوان همنشینی (Colocalization) دو مشتق GFP (2CLM) انجام شود.
یکی دیگر از کاربردهای قدرتمند GFP بیان پروتئین در مجموعه‌های کوچکی از سلولهای خاص است. این به محققان این امکان را می‌دهد تا انواع خاصی از سلولها را به صورت نوری در محیط آزمایشگاهی درون کشتگاهی (In vitro) یا حتی در داخل بدن درون جانداری (In vivo) تشخیص دهند. استفاده از ترکیبات ژنتیکی چند نوع طیف GFP یک ترفند مفید برای تجزیه و تحلیل کمان مغز (Brainbow) است. از دیگر موارد جالب استفاده از پروتئین‌های فلورسنت در منابع می‌توان به استفاده از FP به عنوان سنسور پتانسیل غشای نورون، ردیابی گیرنده‌های AMPA در غشای سلول، ورود ویروسی و عفونت ویروس‌های آنفلوانزا و ویروس‌های لنتی ویروسی اشاره کرد. و غیره
همچنین مشخص شده‌است که نسلهای جدیدی از موشهای GFP تراریخته می‌توانند برای ژن درمانی و همچنین داروهای بازساختی کارآمد باشند. با استفاده از «بیانگر بالا» GFP، موشهای تراریخته بیان زیادی در اکثر بافتها دارند و بسیاری از سلولهایی که در موشهای تراریخته قبلی GFP مشخص نشده‌اند یا فقط ضعیف توصیف شده‌اند.
نشان داده شده‌است که GFP در روش زیست‌شناسی انجمادی به عنوان یک آزمون حیاتی مفید است. همبستگی زنده مانی که با استفاده از روش تریپان آبی اندازه‌گیری شد ۹۷/۰ بود. کاربرد دیگر استفاده از GFP همزمان انتقال به عنوان کنترل کارایی انتقال ژن (ترانسفکسیون) در سلول‌های پستانداران است.
استفاده احتمالی جدید از GFP شامل استفاده از آن به عنوان مانیتور حساس فرایندهای درون سلولی از طریق سیستم لیزر eGFP ساخته شده از یک رده سلول کلیه جنینی انسان است. اولین لیزر زنده مهندسی شده توسط سلول بیسرمازیست‌شناسیان کننده eGFP در داخل حفره نوری بازتابنده ساخته شده و با پالس‌های نور آبی به آن ضربه می‌زند. در یک آستانه پالس مشخص، خروجی نوری eGFP روشن‌تر و کاملاً یکنواخت به رنگ سبز خالص با طول موج ۵۱۶ تبدیل می‌شود نانومتر قبل از اینکه به عنوان نور لیزر ساطع شود، نور در حفره تشدید کننده به عقب و جلو بازمی‌گردد و بارها از سلول عبور می‌کند. با مطالعه تغییرات فعالیت نوری، محققان ممکن است فرایندهای سلولی را بهتر درک کنند.
GFP به‌طور گسترده‌ای در تحقیقات سرطان برای برچسب گذاری و ردیابی سلول‌های سرطانی استفاده می‌شود. سلولهای سرطانی دارای برچسب GFP برای مدل‌سازی متاستاز، فرایندی که سلولهای سرطانی به اندامهای دوردست هجوم می‌برند، مورد استفاده قرار گرفته‌اند.