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、...
Genetically encoded green fluorescent sensor for probing sulfate transport activity of solute carrier family 26 member a2 (Slc26a2) protein.
遗传编码荧光生物传感器已成为实时观察活细胞生理过程的重要工具，但用于哺乳动物细胞硫酸根离子成像的传感器仍缺乏。本研究报道了一种名为Thyone的绿色荧光硫酸根传感器。Thyone通过结构引导设计由亮绿色荧光蛋白mNeonGreen改造而来，在哺乳动物细胞中与硫酸根离子发生亚秒级结合，并产生显著的负荧光响应，表观亲和力为11 mM。作...
Genetically Encoded Fluorescence Resonance Energy Transfer Biosensor for Live-Cell Visualization of Lamin A Phosphorylation at Serine 22.
Lamin A 丝氨酸22位点（Ser22）的广泛磷酸化（pSer22）是细胞有丝分裂的标志，可促进核膜解体；在间期，pSer22 lamin A 丰度较低，并参与力学转导、病毒感染和基因表达。已有大量证据表明，磷酸化修饰调控 lamin A 对细胞功能与命运的作用，但目前尚缺乏用于实时观察 pSer22 lamin A 动态变化的...
Calibration of FRET-based biosensors using multiplexed biosensor barcoding.
Förster 共振能量转移（FRET）在荧光蛋白生物传感器中广泛用于监测活细胞内生化活动的动态变化。FRET 比值（受体与供体信号之比）常作为 FRET 效率的替代指标，但需借助仅含供体或仅含受体的样品校正信号串扰，且对激光强度、检测器增益等成像条件高度敏感，导致不同实验或时间点之间难以直接比较。受多重生物传感器条形码成像方法启发...
Protocol for quantifying LC3B FRET biosensor activity in living cells using a broad-to-sensitive data analysis pipeline.
本文提出一种用于全面定量自噬起始的实验方案，基于 LC3B Förster 共振能量转移（FRET）生物传感器的读出。该传感器在 proLC3B 的 N 端和 C 端分别融合供体荧光蛋白 Aquamarine 和受体荧光蛋白 tdLanYFP；当 ATG4B 无活性时，proLC3B 保持完整，供体与受体距离较近而发生 FRET；A...
Optogenetic Strategies for Optimizing the Performance of Phospholipids Biosensors.
高性能生物传感器对阐明膜磷脂复杂时空调控作用与动态变化至关重要，但提高灵敏度和成像性能仍是挑战。本文提出基于光遗传学的磷脂生物传感器优化策略。首先，利用循环置换LOV2（cpLOV2）介导的核质运输系统，将未结合探针在暗态下预隔离于细胞核，并通过蓝光调控其胞质水平，从而降低高表达条件下未结合探针造成的背景干扰，提高磷脂检测的信背比。...
NeMeHg, genetically encoded indicator for mercury ions based on mNeonGreen green fluorescent protein and merP protein from
汞离子检测在环境监测和细胞生物学研究中具有重要意义，但现有基因编码汞离子传感器存在荧光响应为负、动态范围窄或需要补充辅因子等局限。本研究以环状置换的mNeonGreen绿色荧光蛋白（cpmNeonGreen）和来自志贺氏菌Shigella flexneri的汞结合蛋白MerP为基础，通过理性构建与随机突变筛选，开发了NeMeHg和i...
A Reliable System for Quantitative G-Protein Activation Imaging in Cancer Cells.
荧光共振能量转移（FRET）生物传感器是细胞生物学和G蛋白信号研究的重要工具。荧光寿命成像显微镜（FLIM）可避免荧光强度法的许多缺点，并能定量测量生物传感器的激活状态或FRET状态。然而，目前仍缺乏可靠的FLIM-FRET生物传感器，且已有数据处理与分析流程存在可重复性挑战。本研究在原代小鼠胰腺导管腺癌（PDAC）活细胞中建立了一...
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...
Protocol for measuring cell cycle Zn
细胞内可交换锌离子池并非静态，既会响应外界扰动，也会随细胞周期自然波动。本文提供一套基于荧光共振能量转移（FRET）生物传感器进行长时程活细胞成像的实验方案，用于监测表达胞质锌传感器 NES-ZapCV2 的 MCF10a 细胞中游离/不稳定锌（labile Zn2+）的动态变化。方案包括细胞培养与维持、Zn2+ 控制最低培养基（M...
Reconstructing Signaling Networks Using Biosensor Barcoding.
理解信号网络如何调控对阐明细胞和生物体响应内外刺激及开发疾病治疗策略至关重要。为此，需要在扰动条件下测量网络中各节点的活性。本文介绍一种生物传感器条形码技术，利用遗传编码荧光生物传感器在活细胞中大规模多路复用追踪多种信号活性。该方法将表达不同生物传感器的细胞用由蓝色或红色荧光蛋白组成的条形码标记，这些条形码蛋白被定位到不同亚细胞位置...
Development of FRET Biosensor to Characterize CSK Subcellular Regulation.
C-terminal Src kinase（CSK）是Src家族激酶（SFKs）的主要抑制性激酶，通过磷酸化其C端酪氨酸位点调控多种细胞活动。作为胞质蛋白，CSK需被招募至质膜以调控SFKs活性，但其活性调控机制和亚细胞定位仍不清楚。本研究开发了一种基于荧光共振能量转移（FRET）的基因编码生物传感器，用于在活细胞中可视化CSK活性...
Real-Time cAMP Dynamics in Live Cells Using the Fluorescent cAMP Difference Detector In Situ.
cAMP 差异检测器原位（cADDis）是一种新型生物传感器，可连续测量活细胞中环磷酸腺苷（cAMP）水平。该传感器由环状置换荧光蛋白连接至 Epac2 铰链区构建，形成单一荧光团生物传感器，结合 cAMP 后荧光可升高或降低。传感器具有红色和绿色向上版本以及绿色向下版本，并可提供靶向不同亚细胞定位的版本。本研究采用绿色向下 cAD...
Non-invasive single cell aptasensing in live cells and animals.
本文报道了一种遗传编码适配体生物传感器平台，用于在细胞和动物中非侵入性测量药物分布。该平台将适配体分子识别的高特异性与荧光蛋白易于检测的特性相结合，构建了六种编码适配体传感器，展示了平台的通用性。这些传感器对各自目标药物相对于相关类似物表现出高灵敏度和高特异性，并可在单个活细胞中呈现剂量依赖性响应，直至达到饱和的药物摄取水平。作者将...
Live-cell biosensors based on the fluorescence lifetime of environment-sensing dyes.
本文研究环境敏感荧光染料在荧光寿命成像显微镜（FLIM）生物传感器中的应用。作者筛选了一系列 merocyanine 染料，寻找环境诱导荧光寿命变化、光稳定性和亮度在活细胞成像波长下的最佳组合。最终构建 mero87-CBD 生物传感器，将环境敏感染料通过半胱氨酸反应性连接基共价连接至选择性结合激活态 Cdc42 的亲和试剂（WAS...
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...