Открытие и изучение биолюминесцентных систем на основе люциферина светлячков. Свечение насекомых известно с древнейших времён, и на протяжении всей истории предпринимались попытки понять суть этого явления, однако настоящее изучение биолюминесценции светлячков началось около столетия назад. В разное время было показано, что люциферин светлячков (D-люциферин) в своих биолюминесцентных системах используют представители семейств светлячков (Lampyridae), жуков-щелкунов (Elateroidae) и железнодорожных червей (фенгодид, Phengodidae). В то же время люциферазы вышеперечисленных семейств насекомых достаточно сильно различаются по структуре и биохимическим свойствам, однако механизм реакции окисления люциферина одинаковый.

Биолюминесцентная система светлячков является одной из самых изученных. Первые опыты с ней описаны в работах Э. Н. Харви в начале 20 в. Затем группой под руководством У. Д. Макэлроя показана необходимость присутствия кофакторов – молекул аденозинтрифосфата (АТФ) и ионов Mg²⁺ для люциферин-люциферазной реакции у светлячков, что привело к значительным сдвигам как в понимании химии биолюминесцентной реакции, так и в установлении структур её компонентов.

В начале 1960-х гг. получены препараты очищенного люциферина и его кристаллы, что, в свою очередь, привело к расшифровке структуры люциферина светлячка и к разработке метода его химического синтеза. Полученные данные позволили существенно продвинуться в изучении структуры люцифераз, использующих D-люциферин.

Первые частично очищенные препараты люциферазы светлячка получены в 1950-е гг. из светлячков Photinus pyralis. Позднее, в середине 1980-х гг., удалось клонировать и экспрессировать ген люциферазы данного вида в системе in vitro трансляции и в клетках бактерий кишечной палочки (Esherichia coli).

Параллельно с исследованиями люцифераз светлячков проводились опыты и с биолюминесцентной системой жуков-щелкунов. В 1986 г. на примере 12 видов показано, что жуки-щелкуны используют тот же люциферин, что и светлячки, а в 1989 г. клонированы первые люциферазы из ямайского щелкуна Pyrophorus plagiophthalamus.

Исследования биолюминесцентной системы фенгодид начались относительно недавно – в конце 20 в. Изучение представителей различных видов, относящихся к 8 родам семейства Phengodidae, обитающих в Бразилии, показали, что их биолюминесцентная система использует люциферин светлячка. Первые сообщения о клонированной люциферазе фенгодид появились в 1997 г., а в 1999 г. клонировано две люциферазы Phrixothrix vivianii.