黄色荧光蛋白（YFP）常作为 Förster 共振能量转移（FRET）生物传感器中的光学报告分子，但现有 YFP 的光稳定性不足且在酸性 pH 下荧光性能较差，限制了传感灵敏度。本文系统表征了源自 Branchiostoma lanceolatum 四聚体 LanYFP 的黄色荧光蛋白 tdLanYFP。其量子产率为 0.92，消光...
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...
在活体原生组织中评估药物反应，有助于在提高疗效的同时减少脱靶效应。本研究利用Rac1-Förster共振能量转移（FRET）生物传感器小鼠进行纵向活体成像，并结合体内光转换追踪肿瘤内细胞运动，以指导乳腺癌活体治疗排程、抑制转移进展。通过乳腺光学窗口成像，作者发现肿瘤中心与侵袭边界之间Rac1活性存在差异，且靠近活体肿瘤血管的细胞Ra...
细胞外生物分子梯度在组织发育、再生以及健康与疾病过程中日益受到重视，而细胞外钙离子浓度动态却很少被研究。本文报道了一种基于 Twitch-2B 荧光蛋白融合纤维素结合肽和胶原结合肽的低亲和力钙离子生物传感器。这些重组嵌合蛋白可结合纤维素和胶原支架，从而在活体三维组织模型中实现细胞邻近区域细胞外钙离子的支架基传感。研究发现，Twitc...
荧光寿命成像（FLIM）与福斯特共振能量转移（FRET）是神经科学家可用于在离体和活体条件下利用光探测复杂生物系统结构与功能的高级光学工具。在神经生物学中，它们主要用于研究蛋白质-蛋白质相互作用、蛋白质复合物的构象变化，以及监测基于FRET的遗传编码生物传感器，尤其适合对光遗传学触发的神经元变化进行光学监测。由于理解FLIM与FRE...
荧光寿命成像（FLIM）是一种定量且与荧光强度无关的显微方法，可用于测量细胞生物学中多种生物化学和物理性质，尤其适合通过 Förster 共振能量转移（FRET）量化细胞内蛋白-蛋白相互作用。然而，时间域 FLIM-FRET 测量动态相互作用具有挑战性，因为需要从活细胞荧光团常见的复杂衰减动力学中获得可靠参数，且要求良好的光子统计。...
本文报道利用脉冲交错激发荧光寿命成像显微镜（PIE-FLIM）在单个活细胞中同时测量两种不同基因编码生物传感器探针的活性。许多基因编码生物传感器依赖 Förster 共振能量转移（FRET）来检测目标细胞信号事件引起的构象变化，而通过荧光寿命成像（FLIM）测量供体荧光团寿命变化是量化 FRET 的稳健方法。由于复杂信号网络研究要求...
荧光寿命成像显微镜（FLIM）是测量两个荧光蛋白间 Förster 共振能量转移（FRET）的稳健工具，尤其适用于遗传编码 FRET 生物传感器，可高时空分辨率监测激酶活性等生物过程。为面向高通量筛选，作者构建了基于时间门控的 fastFLIM 显微镜，其成像与荧光寿命量化速度高于时间相关单光子计数（TCSPC），并进一步开发 96...
小GTP酶RhoA是细胞与细胞外基质相互作用信号的关键调控因子，参与迁移、机械转导等过程，并在癌变中常发生紊乱。传统生化方法难以在天然组织环境中评估RhoA活性。作者开发了一种RhoA-FRET生物传感器小鼠，利用活体成像的高时空分辨能力监测RhoA活性。该小鼠采用改造型Raichu-RhoA报告蛋白，以EGFP和mRFP替代原CF...
遗传编码 Förster 共振能量转移（FRET）生物传感器是实时感知细胞内信号转导时空动态的关键工具。随着对多条信号通路串扰研究的深入，FRET 生物传感器需要进一步优化，以便在单细胞中同时监测多种生化活性，并在传感器丰度较低时仍能检测其激活。本文报道了第二代 Aurora 激酶 A（AURKA）FRET 生物传感器的开发。首先，...
遗传编码的 FRET（Förster 共振能量转移）张力传感器可测量活细胞或完整生物体中单个分子上的皮牛级力学张力。这类生物传感器在无张力时具有相对较高的 FRET 效率，当施加力时 FRET 效率迅速下降。本文描述如何针对特定目标蛋白构建此类传感器，并讨论用于确认所观察到的 FRET 效率差异确实反映分子张力变化的对照实验。由于所...
不同亚细胞pH水平，尤其是溶酶体和内体中的pH，对大分子的降解、修饰、分选、积累和分泌至关重要。本研究通过融合pH稳定的青色荧光蛋白mTurquoise2（mT2）与高pH敏感的增强黄色荧光蛋白EYFP，工程化了一种新型基因编码pH探针。该探针形成比率型生物传感器pH-Lemon，适用于活细胞酸性区室中不同pH条件的成像。酸性条件下...
了解工作细胞中的蛋白质信号通路是开发靶向药物的重要途径。近年 mTOR 通路因在多种疾病治疗中的重要性而备受关注。本研究聚焦 mTORC1 下游磷酸化底物 S6 激酶 1（S6K1），并鉴定其与 mTORC1 的空间邻近关系。当 S6K1 与 raptor 共表达时，S6K1 由细胞核向细胞质转位。作者开发了一种新型生物传感器，实时...
乙酰转移酶属于转移酶，负责将乙酰基从乙酰辅酶A转移到组蛋白赖氨酸残基的氨基。以往组蛋白乙酰化监测多依赖生化分析，无法以动态形式提供时空信息。本文提出一种新方法，利用时间相关单光子计数荧光寿命成像（TCSPC-FLIM）结合肽生物传感器，在活单细胞中监测乙酰转移酶的乙酰化活性。基于2D和3D培养体系，作者证明该肽传感器能够以荧光寿命依...
本研究使用时间门控荧光寿命成像显微镜（time-gated FLIM）检测 3,6-双(1-甲基-2-乙烯基吡啶鎓)咔唑二碘化物（o-BMVC）在固定细胞中的荧光焦点。o-BMVC 与 G-四联体（G-quadruplex, G4）结合后呈现较长荧光衰减时间，因此以寿命阈值区分长寿命信号。结果显示，六种癌细胞系中 o-BMVC 焦点...
定量测量pH和代谢物梯度是支架培养类器官和多细胞聚集体中的关键挑战。本文利用Cellulomonas fimi CenA蛋白的纤维素结合域（CBD）设计生物传感器支架，通过荧光强度与荧光寿命成像（FLIM）检测pH和Ca2+梯度。将CBD与pH敏感增强青色荧光蛋白ECFP融合，实现对纳米纤维素、细菌纤维素和脱细胞植物材料支架的高效标...
FRET 生物传感器是研究活细胞内特定信号通路激活的有用工具。多数现有传感器基于强度法 FRET 设计，而荧光寿命提供更可靠的 FRET 测量。近十年来，FLIM 系统更易获得，荧光蛋白种类也大幅增加，包括长寿命绿色/青色荧光蛋白 Clover 和 mTurquoise2、红色变体 mRuby2 以及暗受体 sREACh。本研究将这...
小GTP酶RhoA参与正常组织中的多种基本过程，其时空调控被认为控制细胞的力学感知、生长和运动，而失调与疾病发生相关。本文报道了一种RhoA-荧光共振能量转移（FRET）生物传感器小鼠的构建及其在多种原生组织中实时监测RhoA活性的应用。作者利用该小鼠评估了骨内骨细胞力学感知和中性粒细胞迁移过程中RhoA活性的变化，并展示了小肠隐窝...
基于 Förster 共振能量转移（FRET）的张力传感器模块（TSMs）可用于研究细胞内不同蛋白如何承受机械力，但单皮牛顿（pN）级力仍难以分辨，且缺乏多路复用张力传感工具。本文报道了一种遗传编码的 FRET 生物传感器 FL-TSM 的构建与校准。该传感器具有近数字力响应，并在 3–5 pN 区间灵敏度提高。作者还提出一种方法，...
磷酸化是参与细胞信号转导与调控的重要翻译后修饰，但现有研究蛋白激酶磷酸化的方法往往缺乏时空分辨率，且难以在活细胞中同时实时观察多种激酶的活性。本文提出一种肽生物传感器策略，并结合时间相关单光子计数-荧光寿命成像（TCSPC-FLIM），在活体二维和三维细胞培养模型中以单细胞分辨率实时探测 VEGFR-2 和 AKT 的磷酸化活性。作...