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...
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...
F-box蛋白β-转导重复蛋白（β-TrCP）是SCF E3泛素连接酶复合物的底物适配体，在细胞生理中起关键作用，并在多种癌症中常发生失调。本文开发了一种荧光生物传感器，用于在活单细胞中实时定量测量β-TrCP活性。研究发现，β-TrCP在整个细胞周期中保持组成型活性，并维持其底物处于明确的稳态水平。β-TrCP表达水平与其活性之间...
本研究将人肝癌细胞HepG2形成的三维球体作为类生物传感器细胞系统，用于检测化学物诱导的细胞毒性与遗传毒性。以机制明确的间接遗传毒性物苯并[a]芘（BaP）和2-氨基-1-甲基-6-苯基咪唑并[4,5-b]吡啶（PhIP）进行验证。培养3天的HepG2球体分别暴露于不同浓度BaP和PhIP 24 h与72 h。通过面积测量和FDA/...
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、...
胰腺导管腺癌（PDAC）高度转移且对化疗耐药，其致密促纤维增生基质可调节肿瘤进展。本研究在小鼠和患者来源 PDAC 模型中，利用基于 FAK 的 Förster 共振能量转移（FRET）生物传感器进行活体荧光寿命成像显微镜（FLIM）检测，实时可视化短暂调控黏着斑激酶（FAK）所介导的双向细胞-环境信号。同时，利用 FUCCI 细胞...
单细胞水平细胞黏附强度的高通量、低成本和高灵敏定量仍具挑战。整合素在细胞骨架与细胞外基质间传递力，既是机械作用也是信号转导方式；缺乏黏附力时，黏附依赖细胞可凋亡。肿瘤细胞黏附是潜在治疗靶点，因其在侵袭和转移过程中被主动调节。本研究采用转染Fucci荧光细胞周期报告构建体的HeLa细胞，研究癌细胞与RGD仿生基底间整合素介导黏附。作者...
细胞周期与纤毛周期通过中心粒在纤毛基体和有丝分裂中心体中的双重功能紧密偶联，但纤毛组装与去纤毛如何与细胞周期进程协调，以及纤毛长度和远端尖端脱落频率如何随细胞周期阶段变化，在许多细胞类型和发育过程中仍不清楚。为此，作者开发了Arl13bCerulean-Fucci2a三顺反子纤毛与细胞周期生物传感器。该报告系统无需外部刺激，即可在群...
早期发育包含可重复且对环境波动稳健的复杂形态变化序列。为研究可重复性与稳健性的关系，作者在不同温度下检测果蝇早期胚胎的细胞周期进展。结果显示，在 5–35°C 范围内，细胞周期各步骤的划分总体保守，但各步骤的相对持续时间随温度变化。低温下进入前中期的时间相对其他细胞周期事件明显延迟，提示其受不同于其他步骤的调控机制控制。作者利用活体...
多药耐药在哺乳动物、真菌和细菌中高度保守，表现为对多种无关外源化合物的抗性，给感染和癌症治疗带来挑战。真核生物利用一组高度保守的药物外排转运体赋予多效性药物耐药（PDR）。为解析该关键过程的调控，作者在酿酒酵母中开发了一种小分子响应型生物传感器，将 PDR 基因转录诱导与细胞生长速率相耦合。利用多种 PDR 诱导剂和同源二倍体缺失集...
纤毛与细胞周期通过共享的中心粒/基体机制紧密偶联。中心粒在纤毛基体中成核纤毛轴丝，并在中心体处隔离周中心粒基质以组织有丝分裂纺锤体；纤毛可响应生长信号，触发纤毛回缩和细胞周期再进入。本文报道一种荧光纤毛/细胞周期生物传感器，可在细胞和诱导型小鼠中同时标记细胞周期阶段与纤毛组装/解聚动力学，实现活体成像。该三顺反子报告系统包含 ARL...
镍（Ni(II)）毒性可被多种细菌应对，但细菌对镍胁迫的响应机制仍不清楚。本研究考察 Ni(II) 毒性对 α-变形菌弯曲柄杆菌（Caulobacter crescentus）细胞增殖的影响，并揭示其在镍胁迫下存活的机制。结果显示，不同浓度 Ni(II) 显著影响弯曲柄杆菌生长：0.003 mM 仅轻微影响生长，0.008 mM 使...
有丝分裂进入必须与DNA复制完成紧密协调以维持基因组完整性。此前研究已证明晚期G2期CyclinB1-Cdk1的及时激活触发有丝分裂进入，但其上游调控机制仍不清楚。本文报道Polo样激酶1（Plk1）在正常细胞周期中进入有丝分裂所必需，并在CyclinB1-Cdk1激活前不久被快速激活。作者利用活细胞成像、Plk1抑制剂、化学遗传学...
为在生物反应器中高效生产重组蛋白，需要实时监测哺乳动物生产细胞的最适生长速率。本文首次报道在最高1.2 L生物反应器培养条件下，利用无需额外染色或标记的荧光读出，监测与生产相关的哺乳动物细胞系的生长行为和细胞周期状态。作者基于Miyawaki等开发的FUCCI系统，构建了两种新的CHO-K1衍生细胞系CHO-K1 FUCCI CM和...
细胞增殖是生物体发育与稳态的基本需求。哺乳动物细胞分裂周期受到严格调控，以确保基因组完整复制并精确分配至子代细胞。DNA复制起始标志着细胞进入分裂的不可逆承诺，数十年的分子与细胞研究围绕这一通常称为限制点的细胞决定展开。尽管长期以来已有从G1期进入S期或退出G1期进入静息（G0）的限制点概念框架，但近年来定量单细胞分析技术的进步提供...
AURKA过表达是上皮癌的重要标志。其编码多功能丝氨酸/苏氨酸激酶Aurora A，该激酶在中期被激活并参与细胞周期进程；在活细胞中评估其激活状态对下一代药物设计至关重要。本文报道一种Förster共振能量转移（FRET）生物传感器，用于检测Aurora A激酶在Thr288位点自磷酸化所诱导的构象变化。该传感器由EGFP供体、全长...
B型周期蛋白依赖性激酶活性必须在有丝分裂退出和G1稳定时关闭。B型周期蛋白的降解由后期促进复合物/环体（APC/C）介导；在有丝分裂退出期间及之后，APC/C依赖Cdh1。Cdh1又在新细胞周期Start转换时被周期蛋白-CDK磷酸化并失活。我们开发了一种生物传感器，用于评估APC/C-Cdh1的细胞周期动态。G1转录抑制因子Whi...
Polo-like kinase 1（Plk1）是细胞进入分裂期及完成有丝分裂所必需的激酶，但其在G2/M期精确调控Cdc25C磷酸酶（Cyclin B1-Cdk1激活剂）的分子事件和时空机制仍不清楚。为实时解析Cdc25C在细胞周期中的磷酸化动态，作者构建了遗传编码的FRET（Förster共振能量转移）磷酸化生物传感器。该传感器...
Polo-like kinase 1（Plk1）是控制有丝分裂和细胞分裂的关键激酶。Plk1 在 S 期首先被招募到中心体，在 G2 晚期出现在动粒上，并在有丝分裂末期转位至中央纺锤体。Plk1 的激活需要 Aurora A 对其 T210 位点进行磷酸化，该过程依赖共因子 Bora。然而，关于 Plk1 最初在何处被激活存在争议：...
Wnt/β-catenin 信号通过 β-catenin/TCF 复合物在组织稳态中发挥关键作用。Wnt 刺激使核内 β-catenin/TCF 复合物积累，并通过靶基因转录调控细胞存活、增殖与分化。与 G1 期相比，G2 期 LRP6 受体激活和胞质 β-catenin 均上调，但 Wnt 通路负调控因子 AXIN2 也在此期积累...