克隆细胞群体内的异质性是生物过程工程的关键瓶颈，尤其会降低生物生产产量。由于单细胞水平代谢物定量存在技术困难，现有研究难以系统刻画细胞代谢状态。本文提出一种基于单细胞生物传感器分析的模块化框架，利用遗传编码荧光生物传感器对酿酒酵母胞内代谢状态进行稳健表征，并用于检测与分离环境扰动及微生物细胞工厂中的同基因型异质性。作者发现急性与渐进...
本文提出pH-Control（Chemogenetic Operation of iNTRacellular prOton Levels），一种新型底物依赖性化学遗传酶促方法，用于在培养细胞系和原代神经元中实现胞内超局部酸化的精确时空控制。该工具由红色荧光蛋白DsRed变体与沙门氏菌D-半胱氨酸脱硫水化酶stDCyD融合而成，在辅因...
工业发酵过程需要高鲁棒性，但培养基组分、发酵产物和物理扰动会引起细胞应激并降低性能。胞外表现已被广泛研究，而胞内状态因缺乏实时监测工具仍知之甚少。遗传编码荧光生物传感器已成为改善微生物生产力和胁迫耐受性的有前景工具。本研究将感知酿酒酵母胞内环境（pH、ATP、氧化应激、糖酵解通量和核糖体生产）的荧光生物传感器整合为通用工具箱。作者开...
葡萄糖摄取检测通常依赖同位素标记糖，会产生放射性废物并使实验人员暴露于辐射。本文报道一种无标记、实时测定酵母葡萄糖摄取动力学的方法。作者发现，饥饿的 Saccharomyces cerevisiae 细胞在受到葡萄糖脉冲后，胞质 pH 的快速下降依赖于糖摄取速率，因此可作为糖转运体动力学参数测定的替代指标。实验采用 pH 敏感绿色荧...
细菌双组分信号转导系统通常由传感器激酶和应答调节子组成。EnvZ/OmpR系统响应渗透压并调控外膜蛋白表达；在沙门氏菌中，它还控制位于致病岛SPI-2上的SsrA/B系统，SPI-2编码III型分泌系统，可将效应蛋白注入真核细胞。胞内感染阶段，沙门氏菌由组装III型分泌系统结构组分转为向巨噬细胞胞质分泌效应蛋白，从而在吞噬空泡中复制...
通常认为，遗传编码报告蛋白中常用的青色和黄色荧光蛋白在接近生理pH范围内具有强pH敏感性。我们研究了这些pH响应对在活BHK细胞胞质中表达的模型FRET串联体和基于FRET的cAMP依赖性蛋白激酶活性报告蛋白（AKAR）胞内信号的影响，并通过尼日里菌素离子载体改变胞内pH。尽管供体和受体的同时pH敏感性在某些情况下可能相互掩盖，但与...
细胞内pH失调是癌症的标志，开发能靶向癌细胞成像并监测胞内pH的生物传感器具有挑战性。本文开发了一种基于金纳米团簇（AuNCs）的比率荧光生物传感器，可同时实现叶酸受体（FR）富集癌细胞的靶向成像和胞内pH测定。牛血清白蛋白（BSA）保护的AuNCs作为参考荧光，异硫氰酸荧光素（FITC）作为pH响应信号；AuNCs同时偶联叶酸（F...