本文刊載於《國語日報》2019年8月12日科學版。自從十七世紀虎克發明顯微鏡以來，人們得以「觀察入微」看進細胞，不過顯微鏡並非萬能，雖然看得到細菌、紅血球，但是再更小的東西就看不清楚了。究竟在細胞裡面有哪些東西，它們又是如何運作呢？這些問題難以藉由傳統顯微鏡找到答案。
不過，山不轉路轉，科學家聯想到我們能在晴朗的夜裡仰望星空，是因為遙遠的恆星自己能夠發光；同樣的道理，如果可以讓細胞裡面的東西也自己發光，不就有機會看到它們了嗎？
但是細胞可不是燈泡，要怎麼樣才能讓細胞「亮起來」呢？這個問題直到一九六○年，才由日本學者下村脩利用「螢光蛋白」迎刃而解。
螢光蛋白細胞點燈
當年下村脩研究的題目是「為什麼有些水母會發光」，他發現在這種水母體內有著會發出綠光的蛋白質。這種蛋白質的發光原理與夜光手錶很像，會先吸收外來光線再釋放，只不過因為「轉了一手」，螢光蛋白放出的光線，顏色會與吸收的有些不同。
如果能用綠色螢光蛋白來照亮細胞內部就太好了，但要怎麼把綠色螢光蛋白放入細胞裡面呢？科學家發現要做好種蛋白質再送入細胞比較棘手，因此先找出水母製造螢光蛋白的基因，再將這段基因放入細胞內。
當細胞接收到了科學家送入的基因，如同得到了一份設計圖，能依樣畫葫蘆，做出綠色螢光蛋白，並且將綠色螢光蛋白接在細胞內的零件上。
這時候，科學家只要在暗房中先用光線照射細胞，綠色螢光蛋白就會發揮作用讓細胞亮起來，科學家就便能成功觀察細胞裡面的運作情形了！
要是一次想觀察細胞內好多種不同零件時，大家都發出綠色螢光，根本分不清楚誰是誰怎麼辦？
科學家利用基因工程改造了「設計圖」，讓細胞能做出紅色、黃色、藍色的螢光蛋白。當不同顏色的螢光蛋白，按照設計接在不同的細胞零件上，就能從不同顏色的光點，判斷零件的位置。科學家也能分辨，此時此刻是什麼樣的細胞零件在運作，或是零件在細胞中活動的路徑、數量等，猶如開啟了細胞觀察的「彩色電視時代」。
新型蛋白更亮更久
螢光蛋白雖然好用，還是有能力限制。隨著需要研究的東西越來越複雜，科學家漸漸感到目前的螢光蛋白釋放的光線不夠亮，有些東西還是看不清楚。
好在二○一七年，科學家在澳洲大堡礁發現了一種新的發光水母，在這隻水母身上他們找到好幾種新的螢光蛋白，比原本的螢光蛋白們要亮上五倍！
如果未來能成功將這些新螢光蛋白的基因送入細胞，就有機會把細胞點得更亮，觀察到原本看不清楚的部分，幫助人們更進一步理解細胞呵！
這是「一千字科學」的第三篇。這次挑戰的是超級困難的螢光蛋白，是個應用頗多的一項技術，還曾經得過諾貝爾獎，但其實原理滿複雜。這個在大學、研究所的時候上課可以講很久，要如何在一千字以內講完這次的新發現，真的很難取捨。
最後決定，內容重點放在介紹螢光蛋白如何發現，以及它如何應用，再來說明應用層面遇到的限制，才能順利闡述這篇研究新發現的螢光蛋白的重要。
原始文獻：
Lambert, G. G., Depernet, H., Gotthard, G., Schultz, D. T., Navizet, I., Lambert, T., ... & Royant, A. (2019). Aequorea victoria’s secrets. bioRxiv, 677344.報導
This jellyfish makes glowing proteins previously unknown to science., Science News, 2019.07.19
