Fytokromit ovat kasveista, sienistä ja bakteereista löytyvien valoa aistivien proteiinien perhe, jotka toiminnallaan säätelevät näiden organismien kasvua ja kehitystä. Fytokromeilla on kaksi palautuvaa rakenteellista konformaatiota, punaista valoa absorboiva Pr ja kaukopunaista valoa absorboiva Pfr. Valosignaalin aiheuttama isomerisaatio proteiinin sisään hautautuneessa bilin-kromoforissa laukaisee konformaation muutoksen tilasta toiseen, mutta näiden suuren kokoluokan rakenteellisten muutosten havainnointi liuoksessa tai reaaliajassa on haastavaa. Tässä tutkimuksessa liitimme geneettisesti värähtelijäleiman, epäluonnollisen aminohapon p-atsidofenyylialaniinin (pAzF), yhdeksään keskeiseen paikkaan Deinococcus radiodurans bakteerifytokromissa (DrBphP). Leima on ihanteellinen hyödynnettäväksi Fourier-muunnosinfrapuna (FTIR) spektroskooppisessa analyysissa, sillä atsido-ryhmän (–N3) asymmetriset värähdykset sijaitsevat proteiinin IR-spektrin signaalittomalla taajuudella. Ympäröivän sähkökentän ja vetysitoutumisen herkästi aistivan leiman avulla voidaan siksi havaita paikallisia kemiallisia ja rakenteellisia muutoksia Pr- ja Pfr-tilojen välillä. Leiman taajuuden siirtymä paljasti selvästi havaittavia muutoksia neljän paikan lähiympäristössä. Odotettu muutos havainnollistettiin rakenteellisesti joustavassa hiuspinniulokkeessa sijaitsevassa Y472, missä leima siirtyi vahvoja vetysidoksia muodostavasta ympäristöstä eli liuottimesta Pr-tilassa heikkoja tai ei ollenkaan vetysidoksia muodostavaan ympäristöön, eli kohti proteiinia, Pfr:ssä. Samanlainen, melko radikaali muutos havaittiin lähellä isomerisoituvaa biliverdiinin D-rengasta paikassa Y176, minkä perusteella leiman vetysidospari voisi olla proteiinin sisäinen vesimolekyyli. Hiuspinniä kohti osoittavassa F203:ssa leima aisti ulokkeen uudelleen laskostumisen Pr- ja Pfr-tilojen välissä ja raportoi luultavasti hydrofobisesta ympäristöstä -heliksin vieressä Pfr:ssä. Kauempana biliverdiinistä ja hiuspinniulokkeesta sijaitsevassa R228 leiman ympäristössä havaittiin ainoastaan pienestä muutoksesta, jonka havaittujen taajuuksien ja paikan perusteella arvioitiin raportoivan jatkuvasta liuottimelle altistumisesta. FTIR- ja UV-Vis -spektroskopia paljastivat, että kaikissa yhdeksässä paikassa leima vaikutti fytokromin absorptio-ominaisuuksiin jonkin verran. Kuitenkin ainoastaan kolmessa paikassa leima häiritsi selvästi proteiinin laskostumista tai valomuutosominaisuuksia, mikä havaittiin pienenä puhdistussaantona tai poikkeavina UV-Vis absorptiospektreinä. Onnistuneesti liitettyjen leimojen todellinen vahvuus piilee niiden potentiaalissa paljastaa signaalin eteneminen reaaliajassa aikaerotteisen FTIR-spektroskopian avulla ja siten ratkaista valosignaloinnin mysteeri bakteerifytokromissa.