植物组织中的氧水平会随代谢、扩散屏障和环境供氧而变化。目前评估植物细胞氧状态主要依赖侵入性微光极或 Clark 电极，难以满足高时空分辨率实验需求，因此需要遗传编码的氧生物传感器。本文报道了一种基于五倍重复缺氧响应启动子元件（HRPE）驱动不同报告蛋白的缺氧信号报告系统的设计、测试与优化。研究首先通过改变报告蛋白编码序列 5′ 端非...
环境因素如氧气可用性是调控干细胞维持与分化的指导性信号。我们利用一种遗传编码生物传感器监测果蝇幼虫脑中神经细胞的缺氧状态。该生物传感器揭示了脑区室和细胞类型特异性的缺氧水平，这些水平与发育过程中中央脑和视叶之间差异化的气管化程度相关。两个区室中的神经干细胞表现出最强的缺氧反应，而中间祖细胞、神经元和胶质细胞反应较弱。我们证明细胞与最...
生理过程如呼吸、循环、消化及多种病理状态会改变血液和组织中的氧浓度。为在体外重现体内氧环境，需要在培养系统中集成氧浓度监测与控制功能。本文报道了一种用于三维细胞培养装置内远程监测和调控氧浓度的系统。该系统将磷光型氧生物传感器（iPOB）集成到三维组织支架中，并通过控制吹扫气体流量调节氧浓度。iPOB 利用钯-苯卟啉衍生物（Pd-BP...
氧是需氧生物代谢和能量产生的关键物质，而脯氨酰羟化酶结构域酶（PHDs）对缺氧诱导因子（HIF）-1α 的氧依赖性羟基化是控制氧调节基因表达的重要步骤，构成分子水平的氧感应与响应机制。本文报道一种遗传编码的双发射比率荧光传感器 ProCY，可在体外和活细胞中响应 PHD 活性。ProCY 将 HIF-1α 来源的含脯氨酸底物肽和 V...
分子氧（O2）是所有专性和兼性需氧原核及真核生物的关键代谢物，在能量稳态中起核心作用；缺氧则广泛影响多种生理和病理生理过程。因此，实时监测细胞内氧水平是分析活细胞和组织中缺氧诱导过程的基本前提。本研究开发了一种遗传编码的 Förster 共振能量转移（FRET）生物传感器，用于观察活细胞内分子氧浓度的动态变化。该传感器命名为 Flu...