Capture-SELEX for a short aptamer for label-free detection of salicylic acid.
水杨酸（SA）是阿司匹林的水解产物和活性形式，广泛存在于多种水果及其他食品中，食品与药物分析领域对其检测需求强烈。由于 SA 是小分子，适配体相比抗体更具优势。本研究采用文库固定化捕获-SELEX 方法筛选 SA 适配体。经 17 轮筛选，获得两个主要适配体家族。其中家族 1 的 SA1 适配体在硫黄素 T（ThT）荧光法中 Kd ...
A highly selective cell-based fluorescent biosensor for genistein detection.
染料木素是主要存在于豆科植物中的异黄酮，具有多种健康益处，利用微生物细胞工厂生产染料木素受到关注。为筛选高产菌株，本研究在酿酒酵母中改造 Gal4DBD-ERα-VP16（GEV）转录激活子，构建细胞荧光生物传感器。存在染料木素时，GEV 结合 GAL1 启动子并激活下游 GFP 报告基因。通过工程化传感器蛋白、表达启动子和报告启动...
Investigating G-protein coupled receptor signalling with light-emitting biosensors.
G蛋白偶联受体（GPCR）是已上市药物最常见的靶点，在生理和病理过程中发挥核心作用。除经典 G 蛋白信号转导外，受体构象、β-arrestin 偏向性信号以及来自质膜以外细胞内位置的信号日益受到重视，下游信号还具有严格的时间和空间区室化特征。荧光与生物发光生物传感器在活细胞中解析 GPCR 信号事件方面发挥了关键作用。为理解现有 G...
RNA reporter based CRISPR/Cas12a biosensing platform for sensitive detection of circulating tumor DNA.
CRISPR/Cas 生物技术为生物传感器开发提供了高效平台。现有 CRISPR/Cas12a 传感系统虽可用于核酸、小分子、小蛋白和微生物检测，但均依赖 DNA 报告子，限制了进一步应用。本研究建立了一种基于 RNA 报告子的 CRISPR/Cas12a 生物传感系统。基础系统中，Cas12a 与 gRNA 形成核糖核蛋白复合物，...
CRISPR/Cas12a Collateral Cleavage Activity for Sensitive 3'-5' Exonuclease Assay.
本研究提出一种基于CRISPR/Cas12a检测3′–5′外切酶活性的方法。3′–5′外切酶（Exo III）参与DNA修复、复制校对等细胞过程，其表达失衡与癌症等疾病风险增加相关。作者将Cas12a激活序列构建于发夹探针（HP）的5′端，使探针形成平末端。当HP的3′端被Exo III水解时，原本隐藏的Cas12a激活序列被暴露，...
Recent Advances in Biological Applications of Aptamer-Based Fluorescent Biosensors.
适配体因可针对特定靶分子筛选、具有高亲和力和特异性、易于化学合成并引入功能基团，已成为有前景的生物识别元件。荧光适配体传感器凭借高灵敏度、高选择性、快速、检测流程简单和成本低等优势，被广泛用于疾病诊断与预防，可检测癌细胞、病毒以及核酸、蛋白、生物毒素和细菌等多种生物标志物。本文介绍了用于筛选高特异性适配体的SELEX方法，并以表格形...
Optogenetic Microwell Array Screening System: A High-Throughput Engineering Platform for Genetically Encoded Fluorescent Indicators.
基因编码荧光指示剂（GEFI）是一类蛋白基光遗传工具，在细胞和组织中结合特定配体时改变荧光强度，可用于监测细胞生理响应。然而，开发具有生理敏感性和药理学特异性的 GEFI 常需通过反复试错突变并在体外逐一评估其生物物理功能，蛋白巨大突变空间使开发缓慢，尤其依赖哺乳动物宿主系统时。为此，作者开发了多路复用高通量工程平台 Opto-MA...
Measuring Single-Cell Calcium Dynamics Using a Myofilament-Localized Optical Biosensor in hiPSC-CMs Derived from DCM Patients.
心肌细胞同步收缩与兴奋-收缩耦联紧密相关，钙处理失调可损害心功能并导致心肌病和心衰。本文介绍一种基于强度型荧光生物传感器 RGECO-TnT 的方法与分析技术，用于研究肌丝定位的钙信号。扩张型心肌病（DCM）以左心室扩张和收缩功能下降为特征。作者展示该传感器可用于表征健康对照及两名 DCM 患者来源的二维 hiPSC-CM 单层，比...
Adaptable, turn-on maturation (ATOM) fluorescent biosensors for multiplexed detection in cells.
生物传感器设计的一大挑战是开发可灵活适配目标、基于单分子荧光蛋白的平台。本文构建了一组可适配的开启式成熟（ATOM）荧光生物传感器，将循环置换的单域蛋白（monobody, MB）或纳米抗体（nanobody, NB）插入荧光蛋白（FP）的三个表面环之一。作者利用识别 hRAS、c-Abl SH2 结构域和 WDR5 的 MB，以及...
Fluorescent biosensors illuminate the spatial regulation of cell signaling across scales.
随着细胞信号研究深入，信号转导并非简单线性级联，而是在膜、细胞器、分子组装和细胞/组织异质性等多个尺度上受到复杂时空调控。荧光生物传感器作为遗传编码、活细胞兼容的工具，可将生化输入转化为光学输出，用于实时监测活细胞内的信号事件。本文首先介绍空间信号调控的研究方法和荧光生物传感器设计原理，包括转位型传感器、单荧光蛋白开关型传感器以及基...
The Arabidopsis SWEET1 and SWEET2 uniporters recognize similar substrates while differing in subcellular localization.
SWEET（糖最终会被转运体）家族是植物糖分配的核心。尽管对SWEET家族结构和分子功能已有大量研究，不同SWEET如何识别不同底物仍不清楚。此前基于拟南芥质膜转运体SWEET1构建的SweetTrac1生物传感器，通过构象敏感荧光蛋白与转运体的分子内融合，揭示了该转运体底物的共同特征。本文报道了基于拟南芥液泡膜转运体SWEET2的...
A Cascade Signal Amplification Strategy for the Ultrasensitive Fluorescence Detection of Cu
本文设计了一种基于DNAzyme的超灵敏荧光生物传感器，用于检测Cu2+。该传感器采用级联信号放大策略，耦合λ-外切核酸酶辅助目标循环与错配催化发夹组装（MCHA）。在检测体系中，Cu2+可激活依赖Cu2+的DNAzyme，引发切割反应并释放单链DNA（tDNA）。随后，tDNA与带有5′-磷酸化突出末端的发夹DNA（H0）结合，形...
Visualization of accessible cholesterol using a GRAM domain-based biosensor.
胆固醇对膜完整性和细胞信号转导至关重要，细胞内胆固醇分布失调与神经退行性疾病等多种疾病相关。可被脂转运蛋白识别并转运的“可及胆固醇”池对维持细胞胆固醇分布和稳态很重要，但活细胞中监测可及胆固醇的工具仍有限。本研究利用进化保守脂转运蛋白 GRAMD1b 的胆固醇感应元件——GRAM 域，工程化出高灵敏可及胆固醇生物传感器 GRAM-W...
Repurposing conformational changes in ANL superfamily enzymes to rapidly generate biosensors for organic and amino acids.
生物传感器是检测、实时成像和定量分子的重要工具，但快速构建多样化的遗传编码生物传感器仍具挑战。本文报道了一种将酶快速转化为遗传编码循环置换荧光蛋白指示剂以检测有机酸的方法（GECFINDER）。ANL超家族酶在催化过程中发生铰链介导的配体偶联结构域运动。作者将循环置换荧光蛋白插入酶铰链区，把配体诱导的构象变化转化为显著的荧光信号变化...
Pseudomonas chlororaphis L5 and Enterobacter asburiae L95 biocontrol Dickeya soft rot diseases by quenching virulence factor modulating quorum sensing signal.
毒力因子调控（VFM）是 Dickeya 细菌共有且特异的群体感应（QS）信号，调控植物细胞壁降解酶（PCWDEs）产生和毒力。VFM 信号极性高且含量痕量，增加了信号分离和结构鉴定难度，限制了通过群体淬灭（QQ）策略防控 Dickeya 细菌软腐病的发展。为高通量筛选 VFM 淬灭菌，作者首先构建了可响应 VFM 信号的 vfmE...
Development of a carbon quantum dot-based sensor for the detection of acetylcholinesterase and the organophosphate pesticide.
本研究提出一种可靠荧光法，以碳量子点（CQDs）为信号报告物，用于筛选乙酰胆碱酯酶（AChE）及其抑制剂。分别合成纯CQD、硫掺杂CQD和磷掺杂CQD，并观察到它们在Hg2+、Cu2+、Fe3+猝灭离子作用下具有可恢复的荧光猝灭特性；当加入对猝灭离子亲和力更强的客体物质后，荧光可恢复。利用Design Expert软件，以猝灭效率和...
Elevated levels of sphingolipid MIPC in the plasma membrane disrupt the coordination of cell growth with cell wall formation in fission yeast.
细胞壁扩张与细胞生长的偶联是有壁生物体面临的普遍问题。裂殖酵母 css1 突变体编码质膜肌醇磷脂鞘脂磷脂酶 C，其突变阻止细胞壁扩张但不影响细胞壁材料合成。作者结合经典遗传学、化学遗传学与定量质谱脂质组学，发现鞘脂合成途径终产物甘露糖肌醇磷酸神经酰胺（MIPC）水平升高与 css1-3 表型特异性相关。进一步利用荧光生物传感器显示，...
CRISPR/Cas-Assisted Nanoneedle Sensor for Adenosine Triphosphate Detection in Living Cells.
CRISPR/Cas系统因侧切活性成为分子生物传感工具，但直接用于原位细胞内检测仍具挑战。本文首次提出CRISPR/Cas辅助纳米针传感器nanoCRISPR，用于活细胞内ATP检测。该传感器采用两步过程：先在细胞质中呈现与纳米针连接的适配体锁定Cas12a激活子，ATP识别事件使固定在纳米针上的激活子解锁；随后将纳米针从细胞取出，...
Single-Cell Spatial MIST for Versatile, Scalable Detection of Protein Markers.
高多重蛋白生物标志物在组织不同区域的检测是空间生物学的重要方向，相比传统免疫组化（IHC）具有显著优势。空间多重原位标记（MIST）技术可将组织中的空间蛋白表达信息转移到超高密度、大尺度MIST阵列上。本研究通过采用更小的阵列单元和30% 8臂聚乙二醇（8-arm PEG）作为转移介质，将MIST优化至单细胞分辨率。组织细胞核经la...
Fluorescent biosensor imaging meets deterministic mathematical modelling: quantitative investigation of signalling compartmentalization.
细胞通过在不同区室中发生的生化信号反应，将环境刺激编码为特定功能输出。基因编码荧光生物传感器可将胞内信使、代谢物或信号蛋白的活性变化转化为荧光变化，从而在活细胞中实现时空分辨监测；时间动力学与时空计算模型则可用于解释复杂信号网络中的生物传感器数据，并检验难以直接实验验证的假设。本综述首先简要介绍荧光生物传感器的实验工具箱，以及以时间...