Als Plinius der Ältere vor knapp zwei Jahrtausenden das wundersame Leuchten eines Meerestieres beschrieb, konnte er nicht ahnen, daß dieses Naturwunder dereinst ein alltägliches Handwerkszeug der Forscher sein würde. Doch das sogenannte GFP-Protein, das die Qualle Aequoria victoria grün schimmern läßt, ist heutzutage aus den Laboratorien der Zellbiologen nicht mehr wegzudenken.

Die geheimnisvolle Bioluminiszenz der Aequoria victoria, die in den Küstengewässern des Nordwestpazifiks lebt, haben Wissenschaftler vor wenigen Jahren als das Zusammenspiel von drei Molekülen aufgeklärt.

Das Protein Aequorin und das scheibenförmige Coelenterazin erzeugen in einer photochemischen Reaktion fahlblaues Licht, das dann vom Green Fluorescent Protein (GFP) in ein magisches Grün verwandelt wird. Es ist im Küstenwasser gut sichtbar und hilft vermutlich bei der Abwehr von Feinden.

Das Enzym Aequorin funktioniert als eine Art molekularer "Lampenfassung".

Darin sitzt das kleine Molekül Coelenterazin und gibt chemische Energie in Form von Licht ab, ähnlich wie eine Glühbirne. Über die stülpt sich der grüne "Lampenschirm" GFP. Zur Leuchte gehört dann noch der "Schalter", mit dem die Qualle das Licht kontrolliert abgeben kann.

Diesen Lichtschalter liefert das in jeder Zelle vorkommende Ion Kalzium. So hat die Entdeckung von Aequorin und Coelenterazin den Kalziumforschern ein praktisches Spielzeug beschert: Aequorin kann in das Erbgut verschiedener Lebewesen eingeschleust oder direkt in einzelne Zellen gespritzt werden. Wenn man diese veränderten Organismen nun mit Coelenterazin füttert, dann läßt sich mit einer speziellen Videoausrüstung ein faszinierendes Schauspiel beobachten: Jede Zelle, in der die Kalziumkonzentration den Schwellenwert überschreitet, blitzt auf. In befruchteten Froscheiern etwa breiten sich die Lichtimpulse aus wie die Wellen eines Erdbebens.

Der Forscher Anthony Trewavas von der Universität Edinburgh und seine Kollegen benutzen Aequorin, um zu erforschen, wie Tabakpflanzen auf Berührungen reagieren. Wird ein Tabakblatt auf eine Tischplatte gelegt, dann bilden sich von den Auflagepunkten ausgehende leuchtende Ringe, die flüchtig durch das Blatt schwingen. Auch Kälteschocks und Pilzbefall lösen bestimmte schnelle Lichtimpulse aus. Seine "Quallenpflanzen" drängten sich als Blinkbeleuchtung für nächtliche Flughäfen geradezu auf, scherzt da Trewavas. Zumindest als umweltfreundliche Alternative zu kerzengeschmückten Weihnachtsbäumen seien sie brauchbar.