SNCA 基因三倍体是早发型、侵袭性帕金森病的罕见遗传病因。本研究从两名携带新近报道的紧凑 SNCA 三倍体、表现为严重运动障碍、精神症状和认知下降的同胞患者外周血单核细胞出发，利用非整合仙台病毒重编程获得诱导多能干细胞（iPSC）。通过 CRISPR/Cas9 在每条 SNCA 拷贝中引入移码 indel 突变，构建了从 4 个到...
G蛋白偶联受体（GPCR）调控广泛生理与病理生理过程，理解其在不同细胞环境中的激活与功能至关重要。GPCR 激活受胞外刺激动态调控，且新证据显示其可在内体等细胞器中发挥亚细胞功能，因此需要高时空分辨率精确监测 GPCR 激活过程。本综述介绍可在活细胞中实时监测 GPCR 激活的遗传编码荧光生物传感器，覆盖胞外配体结合、GPCR 构象...
RhoA 是一种小 GTP 酶，作为分子开关发挥作用。当与三磷酸鸟苷（GTP）结合时，RhoA 可激活多条关键信号通路。近期，纳米抗体 Rh57 被报道可特异性结合 GTP 结合的活性 RhoA，并被开发为无细胞毒性的 BRET 生物传感器。为进一步阐明 Rh57 的作用机制，作者共表达、纯化并结晶了 RhoA-Rh57 纳米抗体复...
蛋白质修饰尤其是磷酸化受复杂机制调控，使蛋白质获得功能构象，并在外界环境刺激和激素信号过程中调节重要生物学过程。磷酸化蛋白质组学是蛋白质组学中有前景的领域，用于鉴定含磷酸基团的蛋白质及其对蛋白质结构、功能和定位的影响。能够定量检测蛋白质及其翻译后修饰（PTM）的技术极大促进了对蛋白质结构与功能动态的理解。生物传感器系统是一种较新的生...
κ阿片受体（KOR）是疼痛和瘙痒治疗的重要靶点。由于偏倚激动剂可在细胞水平优先激活特定下游通路，有望保留镇痛和抗瘙痒作用并减少镇静与不适感，直接测量激动剂在受体水平的效应具有重要意义。本文讨论利用与KOR相互作用的构象特异性胞内生物传感器直接评估配体选择性效应的策略。这些生物传感器与内源信号机制解耦，可在活细胞中提供配体效应的直接受...
C反应蛋白（CRP）是感染、组织损伤和愈合过程中需要准确定量的炎症生物标志物。纳米抗体因生产成本低、易于工程化且可在捕获表面形成更高结合物密度，有望替代传统抗体用于免疫诊断。本研究从同一非免疫羊驼纳米抗体库出发，比较两种独立筛选策略：一种仅采用噬菌体展示，另一种先进行一轮噬菌体展示，再进行一轮酵母展示。两种策略部分收敛，均获得两个相...
为开发用于即时诊断的下一代货架稳定生物传感器，需要兼具坚固生物识别元件、高效封装材料和温和沉积工艺。同时，为在固态传感体系中保持生物识别元件固有的敏感性与特异性，必须采用位点特异性固定化学，避免生物分子功能受到扰动。本文提出一种普适策略，利用新兴纳米抗体（Nb）识别元件与气相沉积聚合物封装层构建稳健固态生物传感器。与传统IgG抗体相...
Quenchbody（Q-body）是将荧光染料标记在抗体抗原结合位点附近的淬灭型荧光生物传感器，只需与样品混合即可快速检测多种目标分子。然而，基于骆驼科重链抗体来源的 VHH 纳米抗体的 Q-body 尚未见报道。本文报道了一种用于检测化疗药物甲氨蝶呤（methotrexate, MTX）的“mini Q-body”。作者构建了三...
尽管抗体在临床应用中广泛使用，但抗体–抗原相互作用的精确分子机制往往仍不清楚。本研究利用表面等离子共振（SPR）生物传感器的技术特点，解析单域抗体或纳米抗体与其靶抗原表皮生长因子（EGF）结合过程中的动力学与热力学组分。EGF 是参与肿瘤进展的关键致癌蛋白。作者通过精细调控实验条件，并将动力学数据转化为平衡常数，揭示了结合热力学全貌...
α-突触核蛋白（α-synuclein, αSyn）的聚集与扩散是帕金森病等多种神经退行性疾病的标志，因此在动物模型或细胞培养中监测人源 αSyn（hαSyn）至关重要，但检测天然 hαSyn 具有挑战性。本文报道纳米抗体 NbSyn87 除结合 hαSyn 外，还可交叉结合 26S 蛋白酶体亚基 Rpn10。当 NbSyn87 在...
精确测量受体周围局部pH对于阐明疾病表型中局部酸化如何导致受体功能异常至关重要，但现有pH传感器难以定位并靶向特定受体分子。本文报道了一种重组蛋白pH传感器Litmus-body，其将抗IgG纳米抗体TP1107与pH敏感绿色荧光蛋白cfSEP及长Stokes位移红色荧光蛋白mCyRFP1融合，可搭载IgG抗体靶向细胞表面特定蛋白。...
细菌生物膜由细胞外多糖基质包裹，常见于慢性感染、医疗器械和食品工业管道，可显著降低抗生素敏感性并造成经济损失。现有物理、化学和噬菌体清除方法存在耐受、宿主范围窄或免疫失活等局限。本文提出 BeQuIK（Biosensor Engineered Quorum Induced Killing）设计，将三个遗传模块引入大肠杆菌：第一模块在...
抗体是医学诊断中成熟的临床检测试剂，也是基础研究与生物技术的重要工具。多克隆抗体和单克隆抗体虽不可或缺，但存在尺寸大、稳定性、溶解度和组织穿透性有限等问题。因此，需要开发更易生产、筛选和操控的小型替代支架与重组抗体。与常规抗体不同，骆驼科动物和鲨鱼产生仅由重链组成的抗体，具有尺寸小、溶解度高、热稳定性好、可复性能力强和体内组织穿透性...
流感疫情每年造成数百万重症和数十万死亡，现有疫苗因病毒频繁变异而保护有限，亟需快速监测流感病毒感染的实验方法。此前虽已构建携带荧光蛋白或小型荧光素酶的复制型报告病毒，但每种病毒株均需反向遗传改造，费时且不便。本研究利用流感A病毒核蛋白（NP）特异性纳米抗体，构建了一种NP依赖的报告基因转录激活模块。该模块将Gal4 DNA结合域（D...
RHO GTP酶是分子开关，其GTP结合态激活涉及肌动蛋白细胞骨架动态的关键信号通路。作者此前从合成噬菌体展示文库中筛选到纳米抗体RH12，可结合RHOA的GTP结合活性构象，但作为细胞内抗体表达时会阻断RHO信号，导致肌动蛋白纤维丢失并影响细胞形态与存活。为构建RHOA-GTP激活的细胞内生物传感器，本研究对同一噬菌体纳米抗体文库...
化学诱导二聚化（CID）系统仅在存在小分子配体时使两个蛋白二聚化，为小分子传感与调控提供了灵活工具。然而，目前可用的 CID 系统很少，且针对任意给定配体构建具有所需敏感性和特异性的 CID 系统仍是未解决问题。本文提出组合结合剂辅助 CID 筛选（COMBINES-CID）方法，可广泛适用于不同配体。该方法先筛选能结合目标配体的锚...
本文报道了一种基于融合蛋白的均相免疫检测系统，用于小分子抗原的信号开启型检测。该系统以抗体可变区（VH/VL）作为识别元件，并分别连接界面突变β-葡萄糖醛酸酶（GUSm）作为报告酶；小分子抗原结合后诱导可变区二聚化，使原本无活性的GUSm二聚体进一步组装为活性四聚体，从而催化荧光底物产生荧光信号。此前GUSm因热稳定性差及可能由自发...
全细胞生物传感器有望成为低成本、易使用的即时检测（POC）诊断工具，但难以检测不能跨膜扩散的蛋白分析物。本文开发了一种基于大肠杆菌全细胞表面展示纳米抗体的细胞凝集生物传感平台，用于特异性识别目标蛋白。概念验证中，展示抗绿色荧光蛋白（GFP）纳米抗体的大肠杆菌与串联二聚体GFP（tdGFP）结合后发生交联凝集，可在纳摩尔浓度下检测模型...
蝎毒毒素在生物流体中的快速高灵敏检测对蝎蜇伤救治决策至关重要。突尼斯每年至少报告1200例 Androctonus australis hector（Aah）蝎蜇伤重症病例。本文报道一种新型电化学免疫三明治平台，用于检测 Aah 毒液中的 AahG50 毒性组分。该平台在碳印刷电极表面构建石墨烯量子点（GQDs），并采用专门设计的双...
作用于G蛋白偶联受体（GPCR）的正构配体的内在效能反映其稳定活性受体状态（R*）的能力，是决定其生理效应的主要因素。本文提出一种直接量化配体效能的方法：利用干涉仪测量R*特异性生物传感器与纯化受体的结合。以典型A类GPCR µ-阿片受体（µ-OR）及其活性态传感器纳米抗体39（Nb39）为例，证明不同配体招募Nb39至µ-OR的能...