A Modular Biosensor Design for Quantitative Measurement of Free Nedd8.
本研究旨在开发一种基因编码生物传感器，用于定量检测Nedd8。Nedd8是一种通过与其他蛋白共价结合调控细胞信号的后翻译修饰蛋白，游离Nedd8与结合态Nedd8平衡失调与多种疾病相关，但目前缺乏直接定量游离Nedd8的方法。作者提出模块化设计策略：以特异性结合靶蛋白的结合域为核心，在结合位点两侧分别连接两个报告域，使靶标结合与报告...
Biosensors in microalgae: A roadmap for new opportunities in synthetic biology and biotechnology.
从工程微生物合成大宗和高价值产品，通常可提供比化石或低效、不可持续自然资源更便宜、高效且可持续的替代方案。异养微藻如酵母和细菌已提供大量机会，一些光合微藻正作为有前景的自动光选项出现。微藻通过光合作用利用阳光和水生长，产生氧气并固定二氧化碳，具有可再生和可持续潜力。光合微藻高度异质且多样，许多类群通过不同路径进化并适应不同栖息地。作...
Development of an Efficient FRET-Based Ratiometric Uranium Biosensor.
环境中铀的扩散可能危害人类及其他生物健康，因此需要监测环境中生物可利用且具有毒性的铀组分，但目前缺乏高效测量方法。本研究旨在开发一种基因编码的FRET比率型铀生物传感器。该传感器通过在钙调蛋白（calmodulin, CaM）两端分别嫁接两个荧光蛋白构建；CaM可结合四个钙离子。作者通过修饰金属结合位点和荧光蛋白，生成并体外表征了多...
A Ratiometric Fluorescent Biosensor Reveals Dynamic Regulation of Long-Chain Fatty Acyl-CoA Esters Metabolism.
尽管长链脂肪酸酰基辅酶A酯（LCACoAs）的生物学影响日益受到关注，但由于缺乏在活细胞中检测 LCACoAs 的方法，对其亚细胞分布和调控功能的认识仍然有限。本文报道了一种基因编码荧光传感器的开发，可实现活细胞及亚细胞区室中 LCACoAs 的比率定量。作者将大肠杆菌转录因子 FadR 与环状置换黄色荧光蛋白 cpYFP 融合，构...
Novel gene-encoded intermolecular FRET sensor for tracking glycosylation of CD147 in living cells.
CD147参与多种生理过程，并在肿瘤转移中发挥重要作用，其糖基化状态决定多种生物学功能。目前几乎没有可用于活细胞中检测CD147糖基化的传感器，因此迫切需要开发选择性、连续性的细胞成像生物传感器。基因编码荧光共振能量转移（FRET）传感器为分析提供了新途径。作者设计并构建了新型基因编码FRET蛋白，通过测量两个分子间基序的FRET比...
Structure- and mechanism-guided design of single fluorescent protein-based biosensors.
基于单个荧光蛋白荧光强度变构调控的强度型基因编码生物传感器，是成像神经活动及其他细胞生化事件的重要工具。其典型代表是 GCaMP 系列钙离子生物传感器，过去二十年间持续改进，已成为神经科学不可或缺的工具。然而，尚无其他生物传感器在性能或特定学科中的革命性影响上达到钙离子传感器水平。造成这一局面的关键原因之一，是对生物传感器结构与机制...
Quantitative in vivo imaging of neuronal glucose concentrations with a genetically encoded fluorescence lifetime sensor.
葡萄糖是大脑必需的能量来源。基因编码荧光生物传感器可实时观察单个神经元和星形胶质细胞的葡萄糖动态，但即使对比率型传感器，也缺乏将测量值转换为离体脑组织或活体实际浓度的实用方法。荧光寿命成像提供了克服该问题的策略。此前作者报道了荧光寿命葡萄糖传感器 iGlucoSnFR-TS（曾用名 SweetieTS），用于监测刺激引起的神经元葡萄...
Circularly Permuted Fluorogenic Proteins for the Design of Modular Biosensors.
荧光报告分子是设计光学生物传感器以在活细胞中成像胞内分析物的关键元件。本文报道了荧光激活与吸收位移标签（FAST）的循环置换变体（cpFAST）的开发，并展示其作为生物传感器报告模块的潜力。cpFAST变体通过将荧光配体（fluorogen）的结合与激活（从而产生荧光）与特定分析物识别偶联，使荧光响应依赖于分析物结合。作者将其与钙结...
Zooming In on Plant Hormone Analysis: Tissue- and Cell-Specific Approaches.
植物激素是一类天然存在、低丰度且高生物活性的有机信号分子，调控植物生长发育与胁迫响应。由于其在不同器官、组织、细胞类型及亚细胞区室中的分布具有高度时空动态性，完整解析植物激素分布仍具挑战。过去十年，质谱技术尤其是气相色谱/液相色谱-串联质谱（GC/LC-MS/MS）和高分辨质谱的发展，使植物激素及其代谢物在组织、细胞乃至亚细胞水平的...
A versatile toolkit to produce sensitive FRET biosensors to visualize signaling in time and space.
基于荧光共振能量转移（FRET）的基因编码比率型生物传感器是研究细胞信号时空动态的有力工具，但许多传感器灵敏度不足。本文报道了一个生物传感器库，其中供体和受体荧光蛋白均包含循环置换突变体，改变偶极取向，从而在保持 FRET 效率的同时更好地适应不同信号分子施加的结构约束。该策略提高了已有 RhoA 和细胞外信号调节蛋白激酶（ERK）...