多光子显微镜系统的商业化推动了活体显微镜在完整动物细胞生物学研究中的应用，而基于荧光蛋白（FP）的生物传感器可实时监测多种细胞过程。Förster 共振能量转移（FRET）探针是检测细胞事件最灵敏的指标之一，但双光子激发（2PE）与单光子激发的差异使活体 2PE FRET 测量仍具挑战。本文提出一种简化 FRET 生物传感器用于活体...
本研究提出一种基于便携式荧光计的实时、连续、非破坏性检测方法，用于监测遗传工程生物传感器植物的应激响应。作者构建了表达黄色荧光蛋白（YFP）生物报告器的拟南芥（Arabidopsis thaliana）植株，其中 YFP 受温度感应启动子 DREB2A（pDREB2A）控制。通过光纤夹固定叶片并用 GFP 荧光计测量荧光，可在热应激...
基于 Förster 共振能量转移（FRET）的生物传感器可用于在活细胞中可视化信号分子的时空动态。许多分子内 FRET 传感器以青色荧光蛋白（CFP）和黄色荧光蛋白（YFP）分别作为供体和受体。然而，由于 YFP 与 CFP 基因之间重组率高，利用慢病毒或逆转录病毒基因转移建立稳定表达 YFP/CFP FRET 传感器的细胞系仍较...
长期太空任务的辐射风险评估需要了解不同空间辐射成分（如重离子）与微重力等空间环境因素的相互作用，以及人体内的物理和生物剂量分布。空间实验和地面重离子加速器实验需要快速、可靠且易于读出的检测系统。为评估不同辐射品质对细胞增殖及重离子照射后生物深度剂量分布的影响，作者建立并表征了一株稳定表达新型荧光蛋白的人细胞系。选用成熟快、荧光强度高...
基于荧光蛋白突变体之间 Förster 共振能量转移（FRET）的生物传感器已广泛用于生理学与生物化学研究，但许多 FRET 传感器在亚最优实验条件下 FRET 变化较小，测量困难。当前领域的重要任务之一是开发新的优化策略。本文报道了通过细菌菌落大规模筛选突变体 FRET 传感器文库来优化 FRET 变化的方法。作者优化了传感器表达...
信号分子生物传感器可结合蛋白工程、荧光成像与细胞生物学，用于研究生理过程。遗传编码生物传感器的构建通常依赖既特异又稳定的结合核心，再与荧光分子偶联形成传感元件；但自然界中常缺乏满足要求的结合蛋白，且现有传感器在稳定性方面仍需改进。祖先蛋白重建是一种可产生高稳定性功能蛋白的蛋白工程方法。本研究以 L-精氨酸为对象，利用祖先蛋白重建与环...
转基因小鼠在现代生物医学研究中具有重要作用，不仅可用于解析特定基因和蛋白功能，还可作为表达荧光生物传感器的工具，在活细胞中实时报告第二信使水平和生化过程。本章提供构建质粒载体并生成表达FRET生物传感器的转基因小鼠的详细方案。该传感器为基于Förster共振能量转移（FRET）的cAMP生物传感器Epac1-camps，由cAMP结...
活体系统中钙离子动态成像对推进神经科学与细胞生物学具有重要意义。G-GECO1.1 是一种强度型荧光蛋白钙离子生物传感器，含有苏氨酸-酪氨酸-甘氨酸（TYG）发色团。其质子化发色团在光激发下通过激发态质子转移（ESPT）发射绿光；当 Ca2+ 结合后，相当比例的发色团发生去质子化。此前，发色团在 ESPT 发生前及过程中的结构演化方...
细胞内氧化还原状态是调控代谢酶活性、活性氧生成与清除等基本细胞功能的关键因素。遗传编码荧光氧化还原传感器（如 roGFP 和 Redoxfluor）已用于活细胞氧化还原状态研究，但在含有其他有色色素的细胞中应用受限。为此，作者开发了更简单的氧化敏感荧光蛋白 Oba-Q（oxidation balance sensed quenchi...