Carbon nanostructures in biology and medicine.
碳纳米结构具有独特的物理、化学和电学性质，因而受到科学家广泛关注，并已成功应用于传感、生物医学及生物学相关研究。本综述选择性分析了碳纳米结构生物应用领域的最新进展，重点详细评述碳纳米材料在生物传感和生物医学中的应用。文章首先讨论碳纳米结构的特殊结构、优异电子性质和电子传输特性；随后重点介绍碳材料在电化学中的进展，包括电化学传感、生物...
Methods for Imaging Intracellular pH of the Follicle Stem Cell Lineage in Live Drosophila Ovarian Tissue.
细胞内pH（pHi）变化在代谢、增殖和分化等细胞功能调控中发挥重要作用。传统上，pHi动态多在培养细胞中测定，但新工具使完整活组织中的pHi研究成为可能。在果蝇研究中，携带pHi生物传感器mCherry::pHluorin的转基因品系是关键进展。本文描述了一套常规用于活体果蝇卵巢小管成像的方法，用于测定野生型mCherry::pHl...
Image-Based Measurement of H
上皮损伤会迅速招募抗菌白细胞到伤口部位。在斑马鱼幼鱼中，伤口边缘上皮 NADPH 氧化酶 Duox 的激活是这一早期反应所必需的。损伤前白细胞位于血管区域，距伤口约 100–300 μm，而 Duox 如何向白细胞建立长程信号仍不清楚。作者假设 Duox 产生的细胞外过氧化氢（H2O2）可经组织扩散，直接调节这些细胞的趋化信号；但在...
Discovery of nitrate-CPK-NLP signalling in central nutrient-growth networks.
营养信号整合并协调基因表达、代谢与生长，但其初级分子机制在植物和动物中仍不清楚。本文利用超灵敏钙离子生物传感器 GCaMP6 对拟南芥叶片和根部进行活细胞成像，发现硝酸盐可触发独特的胞质与细胞核 Ca2+ 动态信号。通过硝酸盐敏化的靶向功能基因组筛选，鉴定出 III 亚基钙依赖蛋白激酶（CPK）作为协调初级硝酸盐响应的主调控因子。作...
Engineering and In Vivo Applications of Riboswitches.
核糖开关是主要存在于细菌中的基因调控单元，能够响应小分子配体并改变基因表达。这类结构化 RNA 由适配体结构域和表达平台组成：前者高特异性、高亲和力结合目标配体，后者将配体结合事件转导为基因表达输出。近年来，研究者通过理性突变、结构引导设计、筛选与计算建模等方法，开发了可识别新型小分子诱导物的适配体结构域，并优化了表达平台，使其能与...
Axonal Degeneration in Retinal Ganglion Cells Is Associated with a Membrane Polarity-Sensitive Redox Process.
轴突退变是多种神经退行性疾病共同的病理机制。慢速瓦勒氏变性（WldS）突变导致中枢和周围神经系统轴突退变减少，为理解轴突自我破坏的氧化还原依赖机制提供了线索。本研究采用单轴突激光切断和时间序列成像，利用极性敏感 annexin 基生物传感器（annexin B12-Cys101,Cys260-N,N-二甲基-N-(碘乙酰胺基)-N'...
Quantification of labile heme in live malaria parasites using a genetically encoded biosensor.
血红素是广泛存在的辅因子，但细胞如何维持其游离池以保证及时生物利用并减少氧化损伤仍不清楚。本文开发并系统表征了一种基于蛋白的荧光血红素传感器：该传感器在结合血红素时发生荧光淬灭。作者将该传感器遗传编码到人体疟原虫恶性疟原虫（Plasmodium falciparum）中，从而在完整红细胞期寄生虫内定量胞质游离血红素水平。结果显示，在...
A computational streak mode cytometry biosensor for rare cell analysis.
条带模式成像流式细胞术用于稀有细胞检测时，需用 CCD 相机以视频方式采集运动荧光标记细胞，细胞运动轨迹形成条带，其长度与曝光时间成正比。动态成像条件带来高背景噪声等检测难题，尤其在使用低分辨率网络摄像头或智能手机相机进行床旁检测（POCT）时难以准确计数。为此，作者提出一种“计算生物传感器”，将生物传感硬件与计算算法结合，对硬件捕...
Measuring Ca
GFP-水母素蛋白（GAP）是一类可定位于细胞内细胞器、用于测量钙离子浓度的遗传编码生物传感器。它既可通过水母素-海鳟素（coelenterazine, Cz）体系进行生物发光检测，也可利用GFP与apoaequorin之间的钙依赖性相互作用进行荧光检测。低亲和性变体GAP3适合在内质网（ER）和高尔基体（Golgi）中进行比率荧光...