c-Jun N-Terminal Kinase: A Spatiotemporal Regulator of Cell Fate and Function.
c-Jun N 端激酶（JNK）是一种高度保守的应激激活蛋白激酶，在细胞发育和细胞命运决定中发挥关键作用。三十余年的研究已鉴定出约 100 种 JNK 底物，包括转录因子 c-Jun 及其他细胞命运效应分子。研究表明，JNK 激活受到空间与时间两个层面的严格调控：一方面通过招募至特定亚细胞位点实现空间限制，另一方面通过特定的激活动力...
Decoding Molecular Network Dynamics in Cells: Advances in Multiplexed Live Imaging of Fluorescent Biosensors.
基因编码荧光蛋白（FP）生物传感器通过在活细胞中以高时空分辨率实时监测分子活动，彻底改变了细胞生物学研究。多路复用生物传感进一步拓展了这一能力，使多个信号通路可被同时追踪，从而揭示网络相互作用与动态协调。然而，荧光蛋白光谱重叠限制了其更广泛应用。为应对该挑战，研究者发展了多种创新策略：通过扩展FP谱系和新型传感器设计实现光谱分离；利...
Capturing CDKs in action: Live-cell biosensors pioneer the new frontiers in cell cycle research.
细胞周期依赖性激酶（CDKs）通过精确调控底物磷酸化的时间进程驱动细胞周期推进。传统生化方法和磷酸化蛋白质组学虽为 CDK 介导调控提供了重要信息，但依赖细胞群体分析，无法捕捉单个细胞中的实时动态。近年来荧光生物传感器的发展，使研究者以前所未有的时间分辨率和空间分辨率监测活细胞中 CDK 活性。本文系统综述用于测量 CDK 活性的遗...
Probing and imaging phospholipid dynamics in live cells.
不同磷脂种类在细胞膜上具有特定分布模式，对其结构、信号功能以及质膜和细胞器完整性至关重要。近年来，脂质生物传感器技术与成像模态的进步使研究者能够在活细胞中直接观察磷脂的分布、转运和动态变化，显著推动了细胞与亚细胞水平磷脂功能与调控机制的研究。本文综述磷脂生物传感器的最新设计与应用，重点介绍基于脂质结合蛋白域的遗传编码探针，以及位移、...
Studying Retroviral Life Cycles Using Visible Viruses and Live Cell Imaging.
病毒利用宿主细胞关键因子完成复制周期各阶段。为理解病毒致病机制并加速抗病毒策略开发，需要高分辨率可视化病毒-宿主相互作用，明确这些事件在细胞内发生的时间和位置。本文综述用于追踪病毒生命周期各阶段的最新活细胞成像技术，重点讨论逆转录病毒，尤其是研究最深入的人类免疫缺陷病毒1型（HIV-1）。文章描述了如何构建“可见”病毒用于活细胞成像...
Next-Generation Genetically Encoded Fluorescent Biosensors Illuminate Cell Signaling and Metabolism.
基因编码荧光生物传感器使活细胞中细胞信号与代谢过程的高时空分辨测量成为可能，已深刻改变相关研究。本文综述了开发新型及增强现有生物传感器的不同策略，重点讨论传感单元与报告单元的设计和优化。作者总结了用于获得结构信息以指导传感器设计的晶体学、小角X射线散射、核磁共振及计算模拟方法，并介绍了基于细菌菌落、细菌裂解液、哺乳动物细胞、微流控和...
A guide to ERK dynamics, part 2: downstream decoding.
本文是两篇 ERK 信号动态综述的第二篇，聚焦下游解码。细胞外信号调节激酶（ERK）通路控制细胞分裂、死亡和分化等过程，但同一通路如何产生不同且依赖背景的效应仍是关键问题。作者结合实验与计算模型，讨论 ERK 活性动态如何诱导选择性基因表达程序，并重点总结基于单细胞生物传感器的研究。文中归纳了 ERK 在组织中的四种主要功能模式：调...
Fluorescent biosensors illuminate the spatial regulation of cell signaling across scales.
随着细胞信号研究深入，信号转导并非简单线性级联，而是在膜、细胞器、分子组装和细胞/组织异质性等多个尺度上受到复杂时空调控。荧光生物传感器作为遗传编码、活细胞兼容的工具，可将生化输入转化为光学输出，用于实时监测活细胞内的信号事件。本文首先介绍空间信号调控的研究方法和荧光生物传感器设计原理，包括转位型传感器、单荧光蛋白开关型传感器以及基...
RhoA balances microglial reactivity and survival during neuroinflammation.
小胶质细胞是脑内最大的髓系细胞群。在损伤、疾病或炎症过程中，小胶质细胞会进入不同功能状态，主要参与恢复脑稳态；但持续或过度的炎症反应可导致脑损伤。细胞骨架动态重排与外部刺激驱动的小胶质细胞反应性改变相关，调控细胞骨架重排的蛋白（如 Rho GTPase RhoA）可能精细调节损伤、疾病或炎症中小胶质细胞的功能状态。本研究采用多生物传...
Advances and Trends in miRNA Analysis Using DNAzyme-Based Biosensors.
miRNA 是内源性小分子非编码 RNA，参与基因表达转录后调控。由于 miRNA 在维持细胞内环境稳态中起关键作用，且其异常表达与多种癌症相关，作为生物标志物检测 miRNA 对疾病早期诊断和功能研究具有重要意义。然而，miRNA 在细胞中浓度极低，且存在多种序列高度相似的 miRNA 混合物，传统基因检测方法不适合 miRNA ...
Editorial: Visualization of molecular dynamics in live cells by fluorescent protein-based biosensors.
本文是专题编辑文章，介绍基于荧光蛋白（FP）的生物传感器在活细胞中可视化分子动态的研究进展。细胞通过膜受体接收胞外配体、细胞间相互作用和机械信号，并经激酶、磷酸酶、第二信使、小GTP酶和转录因子等通路转导，其时空动态控制分化、迁移、增殖和存活。遗传编码的FP生物传感器可实时监测这些分子事件。文中综述了FRET、BRET、环置换FP（...
A photoactivatable self-localizing ligand with improved photosensitivity for chemo-optogenetic control of protein localization in living cells.
光介导的蛋白定位控制是操控和解析复杂生物系统的重要方法。此前，作者将经典 6-硝基二氧六环羰基（NVOC）光笼基团引入定位于细胞质膜内叶的甲氧苄啶（TMP）配体，构建了光活化自定位配体（paSL），可在约 400 nm 紫光照射下将工程化大肠杆菌二氢叶酸还原酶（DHFR）融合蛋白从胞质快速招募至质膜。然而 NVOC 型 paSL 光...
Aptamer based probes for living cell intracellular molecules detection.
生物传感器可用于监测和成像生物事件与分子。在体内敏感检测不同生物分子能够实时反映生理状态变化，对疾病诊断和治疗具有重要意义。细胞内分子浓度变化可指示疾病的发生与发展。然而，现有检测方法如Western blot检测胞内蛋白、PCR技术定量胞内RNA和DNA，通常需要细胞裂解，过程复杂且耗时。荧光生物成像能够原位监测活细胞中的分子。通...
A Simplified and Robust Activation Procedure of Glass Surfaces for Printing Proteins and Subcellular Micropatterning Experiments.
在固体基底上通过微接触印刷（µCP）沉积生物分子微图案，通常需要复杂的化学表面修饰以引入反应性基团。本文提出一种基于商品化聚合物-金属离子涂层（AnteoBind Biosensor reagent）的简化活化方法，用于未处理固体基底，使玻璃表面可直接进行 µCP，并通过亲和素结合实现蛋白的牢固固定。在概念验证实验中，作者确定了表面...
Correction to: Live Imaging and Analysis of Cilia and Cell Cycle Dynamics with the Arl13bCerulean-Fucci2a Biosensor and Fucci Tools.
该文本并非完整研究论文，而是对《细胞周期振荡器：方法与协议》第21章的更正说明。原章节题为“利用Arl13bCerulean-Fucci2a生物传感器和Fucci工具进行纤毛与细胞周期动态的活体成像与分析”，作者包括Melinda Van Kerckvoorde、Matthew J. Ford、Patricia L. Yeyati、...
Direct visualization and profiling of protein misfolding and aggregation in live cells.
近年来，活细胞中蛋白错误折叠与聚集的多步过程监测工具不断发展，该过程与阿尔茨海默病、帕金森病等多种人类疾病密切相关。本文综述了近期可用于检测蛋白聚集的方法进展：一方面，基于质谱的蛋白组学方法可在细胞裂解液或全细胞环境中评估蛋白构象与稳定性变化，如有限蛋白水解-质谱（LiP-MS）和基于氧化速率的蛋白稳定性（SPROX）；另一方面，基...
A Perspective of Epigenetic Regulation in Radiotherapy.
放射治疗（RT）已作为肿瘤杀伤手段应用逾百年，美国每年约47万患者接受治疗。电离辐射可诱导DNA断裂和表观遗传重塑，但具体机制仍不清楚，亟需深入理解以提高肿瘤杀伤并降低正常组织损伤。DNA双链断裂修复受染色质结构、组蛋白翻译后修饰及染色质相关蛋白调控，因此组蛋白修饰酶可影响细胞放射敏感性。例如，组蛋白去乙酰化酶（HDAC）抑制剂通过...
Genetically Encoded Biosensors Based on Fluorescent Proteins.
基于荧光蛋白（FP）的遗传编码生物传感器能够在活细胞和活体中实时监测分子动力学，对理解复杂细胞过程的正常功能与调控至关重要。根据待监测分子事件类型，需采用不同传感策略以优化 FP 生物传感器设计。本文综述了基于 FP 的遗传编码生物传感器及其多种策略，包括荧光蛋白转位、荧光共振能量转移（FRET）、二聚化依赖型荧光蛋白（ddFP）、...
Recent advances in biosensors for in vitro detection and in vivo imaging of DNA methylation.
DNA甲基化是哺乳动物最主要的表观遗传修饰，通过转录后调控基因表达参与胚胎发育、基因组印记、细胞分化和X染色体失活等基本过程。异常的DNA甲基化与肺癌、肝癌、乳腺癌等多种疾病密切相关，因此准确、灵敏地检测DNA甲基化对表观遗传研究和疾病诊断具有重要意义。近年来，研究者开发了多种新型生物传感器用于高灵敏检测DNA甲基化，但尚缺乏对体外...
Graphene/aptamer probes for small molecule detection: from in vitro test to in situ imaging.
小分子是分子生物学、环境、医学和食品工业中的关键检测对象，但因其识别困难，尤其在细胞或动物体内等复杂样品中难以定量。石墨烯/适配体探针凭借高选择性、高灵敏度、低成本以及可用于活细胞或动物体内探测的潜力，为小分子定量提供了新途径。本文综述了石墨烯/适配体探针用于小分子检测的研究进展，重点介绍其设计与开发，以及基于荧光、电化学、比色、化...