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...
哺乳/机械雷帕霉素靶蛋白（mTOR）激酶调控真核细胞主要信号通路。除溶酶体调控外，mTORC1 也定位于其他区室，但非溶酶体位点的招募与激活机制知之甚少。作者以 mTORC1 亚基 Raptor 为诱饵，通过免疫沉淀和质谱鉴定其新互作蛋白，发现 Arf5 是质膜皱褶处 mTORC1 信号的新型调控因子。Arf5-GFP 与内源 mT...
一氧化氮（NO）是关键的细胞信号分子，在正常细胞生理与病理过程中均发挥重要作用。过去20年，研究者发展了多种传感模式，用于检测细胞内源性合成与外源性释放的NO。本综述系统回顾了NO传感平台的历史演进，梳理电化学探针、化学发光/荧光探针、基因编码传感器、等离子体、电子顺磁共振、金属有机框架及纳米粒子等技术的现状与代表性进展，并比较其在...
硫化氢（H2S）参与多种细胞信号过程，其异常与多种病理相关。本文报道了一类可在大分子环境中释放 H2S 的供体，用于在细胞质和细胞膜处触发时空受限的信号事件。作者通过 RAFT 聚合合成含侧链聚乙二醇和苯腈基团的共聚物/嵌段共聚物，并用 NaHS 将苯腈基团硫化为初级芳基硫代酰胺，使其可位于亲水或疏水区域。安培型 H2S 选择性微传...
体内细胞会受到多种力学刺激，但细胞响应机械刺激的细节仍不清楚。本文证明，将激光诱导冲击波（LIS）与基于荧光共振能量转移（FRET）的生物传感器相结合，是研究单活细胞生物过程的一种有前景的新方法。作为概念验证，作者利用FRET钙生物传感器D3CPV，在激光诱导冲击波作用下观察到牛动脉内皮细胞释放胞内钙。在所用激光参数下，细胞保持原有...
理解细胞信号网络的信息处理机制，需要在活细胞中对特定信号蛋白的活性进行定量测量。生物传感器是用于直接追踪信号蛋白活性的分子探针，其应用正在革新信号转导研究。现有定量分析通常假设生物传感器活性与其所追踪的信号蛋白活性近似线性相关。本文针对常见单链 FRET 生物传感器架构建立机制数学模型，同时纳入分子内与分子间反应，检验该线性假设的有...
磷脂酸（PA）是广泛存在于所有生物中的阴离子磷脂，在细胞信号转导和代谢调控中发挥重要作用。传统上，PA 主要作为中性脂质和甘油磷脂合成的关键中间体，并作为信号脂质通过结合效应蛋白并招募其到膜上调控下游通路。近年证据表明，PA 还具有前所未有的 pH 生物传感器功能，可将胞内 pH 变化耦联到细胞内信号通路。这种 pH 感知能力源于 ...
细胞信号通过细胞靶点介导，并由下游信号网络的空间与时间动态编码；时间动态与信号活性空间梯度的耦联引导细胞对刺激的响应。若能实时监测细胞信号的整合过程，将为理解细胞生物学与生理学提供新维度。光学生物传感器，尤其是共振波导光栅（RWG）生物传感器，可呈现与细胞物质动态重分布相关的、具有生理相关性的整合细胞响应，从而为细胞信号研究提供无创...