过氧化氢（H2O2）作为第二信使，通过线粒体内高度区室化的产生传递代谢应激信号。活性氧（ROS）在线粒体区室与细胞质之间生成和扩散的动态决定氧化应激反应与病理过程，但机制仍不清楚。本研究将 H2O2 生物传感器 HyPer7 与靶向多个线粒体微区室的 ROS 生成蛋白 KillerRed（KR）光遗传刺激相结合，实现单线粒体 H2O...
本研究旨在开发并测试一种用于检测伊拉克献血者血样中放射性氡气和铅离子的生物传感器。该传感器由适配体、醋酸、孔雀石绿和TRIS-HAC组成，结果用荧光分光光度计测量。研究发现血中222Rn在不同个体间存在差异，男性和吸烟者水平较高，最高浓度出现在一名男性癌症患者中。用于检测血中222Rn的传感器有效、灵敏且成本低，检测水平在WHO限值...
与理性代谢工程不同，经典菌株开发长期依赖随机诱变与表型筛选。随着基于生物传感器的荧光激活细胞分选（FACS）策略发展，这类高通量单细胞筛选重新受到重视。本研究将该技术与比较基因组分析结合，用于在谷氨酸棒杆菌 L-组氨酸生产菌株中鉴定促进产物形成的新突变。由于该菌株中已知 L-组氨酸合成相关遗传靶点已被理性改造，新有益突变可能不直观地...
本研究构建了一种高通量基于细胞的监测平台，用于快速测定未知水样的特异性毒性，其核心是基于适配体修饰金纳米颗粒（AuNPs@aptamer）的荧光生物检测。该平台利用适配体捕获毒性指示物，并通过 DNA 杂交链式反应（HCR）诱导 DNA 功能化金纳米颗粒自组装实现信号放大，从而灵敏测定目标化合物引起的亚致死效应。所合成 DNA 纳米...
哺乳动物先天免疫系统利用环GMP-AMP合成酶（cGAS）合成环状二核苷酸2′,3′-cGAMP，通过激活STING受体启动抗病毒和抗肿瘤炎症信号。细菌也编码cGAS/DncV样核苷酸转移酶（CD-NTases），可产生核苷酸第二信使以启动抗噬菌体信号，但此前未见其产生2′,3′-cGAMP的报道。本研究发现细菌CD-NTases可...
金属离子在生物体和材料中广泛存在，过量摄入可危害健康并污染环境，因此需要高灵敏、高选择性的金属离子监测分子。DNA 可形成多种结构，并可用于传感器和材料。富含鸟嘌呤的序列可响应金属离子形成 G-四链体和 G-线，因此可用于金属离子检测。本研究利用基于 G-四链体设计的离子响应 DNA 适配体（IRDAptamer）文库筛选可诱发神经...
中枢神经系统炎症可损害神经元线粒体功能，并参与多发性硬化（MS）等神经炎症疾病中的轴突退变。本研究将细胞类型特异性线粒体蛋白质组学与体内生物传感器成像相结合，解析炎症如何改变神经元线粒体的分子组成与功能能力。作者利用转基因小鼠和重组腺相关病毒表达 PercevalHR、ATeam 等荧光传感器，在实验性自身免疫性脑脊髓炎（EAE）小...
蛋白–碳水化合物相互作用在生物学中发挥多种关键功能，微阵列已成为高通量评估其选择性、敏感性和识别范围的首选工具。在糖组学微阵列分析中，从众多糖配体中精确识别靶糖配体是评价糖靶向探针的核心。自微阵列用于高通量糖谱分析以来，不同平台在表面化学、连接臂、配体呈现、打印技术和检测流程等方面存在差异，导致跨平台结果不一致。本文系统考察打印参数...
霍乱弧菌（Vibrio cholerae, Vc）是霍乱的病原菌，其污染水和海产品会引发严重食品安全问题，尤其影响海产品行业。本文旨在建立 Vc 的快速检测方法。作者使用未修饰 DNA 文库，通过九轮体外选择（SELEX）筛选出可特异性识别 Vc 的 DNAzyme，并基于荧光检测和凝胶电泳评估其活性。最终获得活性与特异性均较好的 ...
受体酪氨酸激酶（RTK）是多细胞动物中重要的信号枢纽，参与细胞增殖、迁移和分化。然而，目前缺乏在单个活细胞中定量测量特定 RTK 活性的工具。本文提出 pYtag，一种模块化活细胞显微成像方法，用于监测用户指定 RTK 的活性。pYtag 由经酪氨酸激活基序修饰的 RTK 组成；该基序被磷酸化后，可高特异性招募荧光标记的串联 SH2...
墨西哥的流行病学转变使公共卫生范式发生变化，发病率以感染性疾病为主，死亡率则源于慢性退行性疾病；呼吸道感染、腹泻和尿路感染是该国最重要的三类感染性疾病。本研究旨在构建一种能够及时监测环境中健康风险的工具，并证明其在不同疾病尤其是水相关疾病中的应用。作者分析了尤卡坦州五个高游客流量天坑的水样，开发了一种用于快速、准确检测病毒、细菌、真...
细胞外调节蛋白激酶（ERK）信号通路在细胞生长、增殖和分化中起关键作用。ERK 信号具有动态性，涉及磷酸化/去磷酸化、核质穿梭以及胞质和核内多种蛋白底物的相互作用。利用遗传编码 ERK 生物传感器进行活细胞荧光显微镜观察，有望在单细胞水平推断这些动力学。本研究在相同的细胞刺激条件下，监测了四种常用转位型和 Förster 共振能量转...
选择性5-羟色胺再摄取抑制剂（SSRIs）是治疗重性抑郁障碍最常用的药物，但其与5-羟色胺转运体（SERT）结合前后在活细胞内的亚细胞药代动力学仍不清楚。本研究开发了靶向质膜、胞质和内质网（ER）的新型强度型药物感知荧光报告蛋白 iDrugSnFRs（iEscSnFR 和 iFluoxSnFR），用于在培养神经元和哺乳动物细胞中实时...
揭示DNA双链断裂（DSBs）的时空动态对理解DNA损伤与修复至关重要。传统方法依赖γH2AX和DNA损伤应答（DDR）因子，通过抗体免疫染色、Western blot、ELISA等生化检测，但难以在活细胞中实时、可靠地可视化和定量DSB活性。本文开发了一种基于荧光共振能量转移（FRET）的新型DNA双链断裂生物传感器（DSBS），...
准确、简便、高效测定单链 DNA（ssDNA）浓度对 DNA 吸附、生物传感器设计和疾病诊断等分析应用很重要，但仍具挑战。本文研究基于阳离子共轭聚合物（CCP）的 ssDNA 检测方法，利用 CCP 结合 ssDNA 后明显荧光变化。聚[3-(3′-N,N,N-三乙氨基-1′-丙氧基)-4-甲基-2,5-噻吩盐酸盐]（PMNT）对 ...
随着代谢途径和合成生物学工具快速发展，微生物生物制造中如何最优重连代谢通量并加速高通量表型筛选仍是挑战。本文建立了生物传感器辅助可滴定 CRISPRi 高通量（BATCH）筛选方法，将可滴定错配 CRISPR 干扰与生物传感器介导的高产表型筛选结合，用于大肠杆菌。作者首先开发可编程错配 CRISPRi，通过单管 sgRNA 池（每个...
CD6是T细胞激活时调控信号转导的细胞表面受体之一，但其发挥共刺激还是抑制作用存在争议。当T细胞与抗原呈递细胞接触时，CD6在细胞间界面与配体CD166相互作用，其胞内尾组装由接头蛋白和效应酶构成的信号体，可能触发激活级联或调节信号强度。本研究将Jurkat E6.1 T细胞稳定转导表达野生型CD6或胞内截断突变体CD6Δcyt，并...
本研究报道了一类双吲哚马来酰亚胺（Bisindolylmaleimides, BIMs）化合物作为钙调蛋白（calmodulin, CaM）潜在抑制剂的分子水平相互作用。BIMs 是源自斯他唑星（staurosporine）的药物原型，其中 BIM II、IV、VII、X 和 XI 首次被提出并报道为可能的 CaM 抑制剂。研究采用...
前列腺特异性抗原（PSA）是前列腺癌诊断中常用的重要肿瘤标志物，但现有检测方法在快速、简便、低成本与高准确、高灵敏、高选择性之间仍存在不足。本研究开发了一种基于锌(II)金属有机框架纳米颗粒（Zn-MOFs-NP）的实际可用生物传感器，用于PSA的监测与定量。作者采用多种光谱和微分析手段对所得MOF的结构、形貌及理化性质进行了表征。...
乙酸耐受对利用含高浓度乙酸的木质纤维素水解物构建稳健细胞工厂至关重要。本研究基于酿酒酵母内源转录因子 Haa1 构建乙酸生物传感器，用于筛选 CRISPRi 酵母菌株库；该库中 dCas9-Mxi 分别抑制每个必需或呼吸生长必需基因。通过流式细胞分选富集了乙酸保留更高的细胞群体，并证明这些高生物传感器信号细胞对乙酸更敏感。基于生物传...