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...
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...
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...
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...
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...
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...
机械感受系统在维持肠道稳态中起作用，但相关机制细节稀缺。近期，我们构建了条件性表达 Ca2+ 生物传感器 yellow cameleon 3.60（YC3.60）的转基因小鼠模型，并建立了五维（5D；x、y、z、时间和 Ca2+）活体成像系统，用于研究淋巴组织和肠上皮细胞反应。为验证该肠道感知系统，我们在 Nestin-Cre/YC...
FGF/ERK信号对小鼠囊胚中各细胞谱系的模式形成与增殖至关重要，但ERK信号动态从未在活胚胎中被直接可视化。为探究不同信号水平是否与特定细胞命运和状态相关，作者构建了一株靶向小鼠品系，在所有细胞中表达ERK激酶转位报告蛋白（KTR），实现单细胞分辨率下ERK活性的活体定量。对囊胚进行三维时间序列成像发现，在滋养层明显分化为极性和壁...
铅的各种形式长期隐蔽地危害人类健康，血铅水平（BLL）是诊断铅中毒程度的常规指标，但尚无明确安全范围。为开发可用于活体生物的检测工具，作者工程化了一种基因编码的荧光共振能量转移（FRET）型二价铅（Pb2+）生物传感器 Met-lead 1.44 M1。该传感器表观解离常数（Kd）为 25.97 nM，检出限（LOD）为 10 nM...
肠道含有超过半数的免疫细胞和外周神经，并管理食物成分与宿主之间的有益相互作用。Paramylon 是裸藻（Euglena gracilis）中的 β-1,3-葡聚糖储存多糖，可通过影响细胞因子产生发挥免疫刺激活性。本研究利用活体和体外细胞类型特异性钙（Ca2+）成像，探讨调节食物成分与肠道相互作用的信号机制。我们成功在普遍表达黄色变...
基于 Förster 共振能量转移（FRET）的基因编码生物传感器已被用于可视化信号分子活性。目前大多数传感器由青色荧光蛋白和黄色荧光蛋白（CFP/YFP）组成，限制了在单个细胞内同时使用多种 FRET 传感器，且与蓝光驱动的光遗传工具不兼容。为克服这些问题，作者开发了具有红移激发和发射波长的 FRET 生物传感器。通过计算 För...
凋亡在发育与疾病中发挥关键作用，但现有检测方法多为体外终点实验，难以在活体生理环境中实时监测。本研究构建了转基因传感器斑马鱼，使其皮肤特异性表达一种基于荧光共振能量转移（FRET）的 caspase-3 生物传感器。正常状态下，皮肤细胞发出绿色荧光；当凋亡过程中 caspase-3 被激活时，皮肤细胞转为发出蓝色荧光。通过时间序列 ...
小GTP酶RhoA是细胞与细胞外基质相互作用信号的关键调控因子，参与迁移、机械转导等过程，并在癌变中常发生紊乱。传统生化方法难以在天然组织环境中评估RhoA活性。作者开发了一种RhoA-FRET生物传感器小鼠，利用活体成像的高时空分辨能力监测RhoA活性。该小鼠采用改造型Raichu-RhoA报告蛋白，以EGFP和mRFP替代原CF...