自噬是维持胰腺β细胞功能的关键分解代谢过程，在1型糖尿病中受损，但其在自身免疫糖尿病发生过程中的缺陷时相尚不清楚。作者构建由胰岛素/兔β珠蛋白混合启动子（RIP1）驱动、AAV8包装的mCherry-eGFP-LC3B双荧光生物传感器，实现β细胞选择性表达。通过活体双光子显微镜在时空上关联eGFP与mCherry信号，追踪自噬体与溶...
本文是《自然·通讯》期刊发布的一篇更正与修订说明，对应原论文题为“一种用于活体成像细胞外L-乳酸动态的红色荧光基因编码生物传感器”。更正内容指出原发表版本中第4图出现错误，现以正确图4替换，原文章已作修正。该更正文本本身未包含原论文的摘要、引言、方法、结果或结论，因此无法从中提取传感器的具体组成、识别元件、信号标记、检测原理、线性范...
本文为已发表文章《In vivo measurement of an Apelin gradient with a genetically encoded APLNR conformation biosensor》的作者更正。原研究报道了一种遗传编码的 APLNR 构象生物传感器，用于在活体中测量 Apelin 梯度。更正说明原图 ...
丛枝菌根（AM）真菌与植物形成共生关系，影响植物磷酸盐（Pi）吸收途径、代谢和根细胞生理。尽管 Pi 作用重要，其在菌根根中的分布与响应动态仍缺乏实时细胞水平监测。传统 Pi 测定方法难以实现活体单细胞动态成像。随着共聚焦显微镜定量成像和遗传编码荧光传感器的发展，细胞内 Pi 浓度实时成像成为可能。其中，基于荧光共振能量转移（FRE...
可视化软质和活体生物材料中的机械应力分布，对理解生物过程和优化材料设计至关重要，但因其复杂性、动态性和力学敏感性而极具挑战。由于多糖广泛存在于多种生物材料中，作者设计了一种整合 Förster 共振能量转移（FRET）张力传感模块与碳水化合物结合模块（CBM）的生物传感器 FTSM-CBM，用于实时监测这些材料的应力分布。通过简单滴...
细胞靶点结合技术可量化胞内药物结合，但同步评估药物相关表型仍具挑战。本文提出“突变积累介导的细胞靶点结合”（CeTEAM）平台，利用条件稳定药物生物传感器同时评估药物-靶点相互作用与表型响应。作者发现已知药物靶点的报道突变中普遍存在药物响应性蛋白型，且适配突变遵循结构与生物物理逻辑，可在蛋白内部及同源蛋白间扩展生物传感器库。随后将方...
肌营养不良（muscular dystrophies, MDs）是一组以进行性肌无力、骨骼肌退变并最终因心脏或呼吸衰竭致死的异质性肌病，其致病突变涉及肌纤维发育与组织构建相关基因。斑马鱼因与人类基因组高度同源、遗传可操作性强、胚胎透明且繁殖快，已成为与啮齿动物并列的重要MD动物模型。本综述系统总结了斑马鱼MD突变模型及其构建与鉴定工...
AKT 异常激活见于多种癌症、代谢综合征和免疫疾病，是重要治疗靶点。为在活体环境中监测 AKT 活性的时空动态，作者构建了 Akt-FRET 生物传感器小鼠，结合活体成像、图像稳定与光学窗口技术，实现对 AKT 活性的纵向评估。该小鼠利用 Eevee-Akt-FRET 传感器，当细胞内 AKT 被激活时磷酸化传感器中的 AKT 共识...
硝酸根（NO3−）的吸收与分布对植物生命至关重要。尽管NO3−吸收的上游调控及多种细胞中的下游响应已被充分研究，但仍无法在细胞水平以高分辨率直接可视化NO3−的时空分布。本文报道了一种核定位、遗传编码的荧光生物传感器NitraMeter3.0（NiMet3.0），用于在拟南芥中定量可视化NO3−分布。该传感器可追踪NO3−沿主根轴的...
现代生物学日益依赖光学技术，包括细胞过程的可视化与纵向监测。当前主要限制是缺乏能在体内自然环境中追踪分子和细胞的动物模型。由于组织完整性以及转基因表达在整个生命周期中的高稳定性，编码荧光蛋白和生物传感器的转基因小鼠成为正常与病理状态下体内研究的独特工具。本文综述将探针表达靶向特定组织、细胞亚型或细胞区室的策略，并描述表达荧光蛋白的转...
针对DNA马达/行走者荧光生物传感器启动不可控且常需外源驱动力的问题，本文提出一种上转换发光启动、谷胱甘肽（GSH）响应自驱动三维DNA马达。在808 nm近红外光激发的低热上转换纳米颗粒表面，嵌入O-硝苄光解连接子的锁定链经紫外上转换发光触发，实现光控靶标识别，避免生物递送过程中的预触发。MnO2纳米片通过物理吸附承载传感框架，生...
丛枝菌根（AM）共生会改变根细胞代谢、生理及正磷酸盐（Pi）进入根部的途径，但共生如何影响根皮层与表皮细胞的 Pi 含量及 Pi 响应动态仍不清楚。本研究利用基于荧光共振能量转移（FRET）的遗传编码 Pi 生物传感器，绘制了短柄草（Brachypodium distachyon）菌根根细胞中胞质与质体相对 Pi 含量的空间分布，分...
近年来，植物生物学家为在活体内定量分子与分子事件，开始以遗传编码荧光生物传感器（GEFBs）补充传统报告系统。这类传感器可直接感知分析物，使测量达到单细胞水平并随时间动态追踪。此类数据对数学建模者具有重要价值，因为更准确的测量可指导模型构建与参数化。合成生物学进展加快了传感器开发速度，同时表达光谱兼容的多种传感器现已允许对信号网络中...
癌症干细胞（CSCs）在转移中发挥重要作用，但其动态行为与诱导机制尚不清楚。本研究采用高分辨率活体成像并结合癌症干细胞生物传感器（SORE6>GFP），在活体小鼠乳腺肿瘤中直接观察 CSCs。结果显示，CSCs 呈现慢迁移、侵袭足丰富的表型，这是转移性肿瘤细胞的典型特征；CSCs 在巨噬细胞附近富集，尤其富集于含巨噬细胞的肿瘤转移微...
免疫细胞分泌的IFN-γ对肿瘤细胞具有多种作用，包括诱导免疫检查点与抗原呈递、抑制增殖和诱导凋亡。作者将双启动子系统与IFN-γ信号响应启动子结合，构建了名为干扰素传感探针（ISP）的报告系统，通过荧光和生物发光定量IFN-γ响应。转座子整合位点效应由PGK启动子驱动的荧光蛋白表达加以校正。在五种潜在IFN-γ响应元件中，IFN-γ...
肝细胞癌（HCC）是全球重大健康挑战，与慢性炎症密切相关，靶向炎症因子是 HCC 诊断和治疗的重要策略。焦谷氨酸氨基肽酶 I（PGP-I）是一种常见外肽酶，近期被鉴定为新型炎症细胞因子，但其是否参与 HCC 发生发展并作为生物标志物尚不清楚。为此，本研究利用新开发的荧光 PGP-I 生物传感器 DCID-pGlu，对活细胞和体内内源...
光声断层成像（PAT）结合遗传编码近红外探针可在深部组织中以高分辨率可视化特定细胞群，但缺乏合适探针使细胞动态过程成像尚未充分探索。本文报道了一种基于近红外荧光蛋白对 miRFP670–iRFP720 的 Förster 共振能量转移（FRET）生物传感器，用于深部组织中动态功能成像。该传感器由 caspase-3 切割位点连接供体...
在活体原生组织中评估药物反应，有助于在提高疗效的同时减少脱靶效应。本研究利用Rac1-Förster共振能量转移（FRET）生物传感器小鼠进行纵向活体成像，并结合体内光转换追踪肿瘤内细胞运动，以指导乳腺癌活体治疗排程、抑制转移进展。通过乳腺光学窗口成像，作者发现肿瘤中心与侵袭边界之间Rac1活性存在差异，且靠近活体肿瘤血管的细胞Ra...
吲哚-3-乙酸（IAA，又称生长素）是植物最重要的调控小分子之一，其动态重分配在细胞形态、分裂、器官发生以及对光和重力响应中起关键作用。目前尚无法在细胞分辨率下直接测定生长素的时空分布，通常只能借助依赖内源生长素响应机制的不可逆过程间接推断，因而无法捕捉瞬时变化。本文报道了一种遗传编码生物传感器 AuxSen，用于在活体中定量可视化...
生物传感器是理解植物免疫不可或缺的工具，因为其时空维度对于应对复杂植物免疫信号至关重要。植物中遗传编码生物传感器的多样性正在扩展，覆盖新的分析物，并不断提高敏感性和稳健性，但在某些方面仍有限，例如用于跟踪生物胁迫反应、在同一底盘中使用多个生物传感器以及将其应用于作物。本综述聚焦于涵盖这些方面的可用生物传感器。我们表明，利用现有遗传编...