支链氨基酸（BCAAs）是必需氨基酸，并作为信号分子调控细胞代谢过程，其胞内利用可能受环境营养可及性调节。然而，由于缺乏适合单活细胞内BCAA浓度测量的方法，胞内BCAA浓度随环境条件变化的时空调控尚不清楚。本研究开发了一种基于Förster共振能量转移（FRET）的基因编码BCAA生物传感器，命名为OLIVe。该传感器FRET值随...
坏死性凋亡是一种依赖受体相互作用蛋白激酶3（RIPK3）和混合谱系激酶结构域样蛋白（MLKL）的调控性坏死形式。危险相关分子模式（DAMPs）由死亡细胞释放并参与多种病理过程，但其释放调控机制尚不清楚。凋亡和焦亡可通过荧光共振能量转移（FRET）生物传感器（如SCAT1和SCAT3）检测，但此前缺乏用于监测坏死性凋亡的生物传感器。作...
ERK/MAPK 通路激活是小鼠胚胎干细胞（ESCs）退出多能性并启动分化所必需的，但单个细胞中 ERK 活性的动态变化仍不清楚。作者利用基于 FRET 的基因编码生物传感器 EKAREV，实时监测分化过程中单个小鼠 ESC 的 ERK 信号动态。结果显示，ERK 活性在 ESC 群体中高度异质，同一克隆内单个细胞间存在显著差异；不...
本文报道了一种基于DNA四面体的生物传感器（DTB），用于RNA干扰关键蛋白Argonaute2（Ago2）的成像与检测。DTB由DNA四面体框架和光诱导电子转移（PET）荧光换能对组成：四面体由四条核酸链自组装而成，其中一条边上的DNA3形成发夹RNA序列并嵌入互补双链中；另一条DNA4的两端分别标记DNA/银纳米簇（AgNC）和...
坏死性凋亡是一种依赖受体相互作用蛋白激酶3（RIPK3）和混合谱系激酶结构域样蛋白（MLKL）的受调控坏死形式。危险相关分子模式（DAMPs）从死亡细胞释放并参与多种病理过程，但其释放机制尚不清楚。本文开发了一种基于荧光共振能量转移（FRET）的生物传感器 SMART，用于监测 RIPK3 介导的 MLKL 激活。SMART 由 M...
为克服细胞间差异并有效评估生物网络中的信号传播，需要在单个活细胞中同时定量多个生物学可观测量。荧光生物传感器常用于监测蛋白相互作用和酶活性，但同步测量超过两个参数仍具挑战。本研究设计了三种光谱分离的各向异性 Förster 共振能量转移（FRET）生物传感器，以克服该困难。作者以凋亡刺激下外源、内源和效应半胱天冬酶（caspase ...
细胞外调节激酶（ERK）是决定细胞增殖、分化和迁移等命运的关键调控分子。本文提出一种用于在时间分辨生长因子刺激下学习 ERK 动力学的新型实验流程。遗传编码的荧光共振能量转移（FRET）生物传感器具有高信噪比，可在每个时间点获取大量单细胞 ERK 活性；计算机控制微流控则精细调节刺激的时间模式。利用该平台，作者观察到静态表皮生长因子...
丙酮酸进入线粒体依赖线粒体丙酮酸载体（MPC），MPC 是连接糖酵解与氧化磷酸化的碳代谢关键节点，其活性对细胞生物能学具有重要意义。此前方法只能间接、低时空分辨率地评估 MPC 活性。作者基于 MPC1 和 MPC2 的分子鉴定，构建了名为 RESPYR 的遗传编码生物传感器：将 MPC1 和 MPC2 分别 C 端融合荧光受体 V...
多数生物技术相关代谢物不会赋予生产细胞明显表型，因此微生物代谢物生产分析仍主要依赖整体检测技术，可能掩盖单细胞差异。本研究应用近期开发的 Lrp 遗传编码生物传感器，对基于丙酮酸脱氢酶复合体缺陷（PDHC）菌株 C. glutamicum ΔaceE 的逐步工程化 L-缬氨酸生产菌株进行单细胞氨基酸生产监测。批培养中在线监测传感器输...
现有细胞 ATP 监测方法难以在单细胞水平实时提供 ATP 的空间与时间定位，且对 ATP 的特异性不足。本研究开发了一种基于增强受体荧光（EAF）的单细胞 ATP 生物传感器，用于实时可视化细胞内 ATP。该传感器采用 Bacillus subtilis F0F1 ATP 合酶 e 亚基的修饰模拟物作为识别元件，该模拟物可结合 A...
背景：半胱天冬酶（caspase）激活是凋亡执行的关键步骤，但起始半胱天冬酶-8（CASP8）激活的动态过程尚未完全阐明。方法/主要发现：作者建立了一种基于荧光共振能量转移（FRET）的生物传感器，用于在单细胞水平可视化与 CASP8 激活相关的凋亡信号。该双 FRET（dual-FRET）系统由三荧光蛋白融合蛋白 CYR83 组成...
应激激活蛋白激酶（SAPKs，包括 p38 和 JNK）是 MAPK 家族成员，在细胞暴露于紫外线、渗透压等环境压力时决定细胞命运。SAPKs 由 SAP2Ks 激活，SAP2Ks 又由多种 SAP3Ks 激活。传统磷酸化特异性抗体免疫印迹只能测量细胞群体中 SAP3K 的平均活性，难以揭示其细胞内动态。本文开发了一种基于荧光共振能...