汞是全球主要水污染物之一。本研究基于携带 merR 基因的遗传修饰质粒，分别构建了以荧光素酶（LucFF）和翡翠绿色荧光蛋白（EmGFP）为报告基因的全细胞与无细胞生物传感器，用于检测水样中的汞。两种构建体在大肠杆菌和无细胞体系中均达到 1 ppb 汞的检出限。研究发现，高浓度汞对细菌具有细胞毒性，导致全细胞传感器在高汞浓度下出现异...
NAD+在正常与病理过程中发挥核心作用，抑制其合成可用于包括黑色素瘤在内的癌症治疗。为在活细胞中定量NAD+水平并解析NAD+合成的区室化问题，本研究采用近期报道的遗传编码NAD+荧光生物传感器LigA-cpVENUS，将其靶向BRAF-V600E突变的A375转移性黑色素瘤细胞的细胞质、线粒体和细胞核。以NAMPT特异性抑制剂FK...
绿色荧光蛋白（GFP）经分子工程改造为稳定且折叠鲁棒的超级折叠GFP（sfGFP），显著推动了生物传感器开发和荧光标记在生物学中的应用。基于sfGFP的自组装双片段split-FP系统被广泛用于在体外监测可溶性蛋白表达，并在细胞内追踪蛋白定位与转运。近年来发展的三片段split-FP系统依赖三个GFP片段的自组装，尤其适合检测蛋白-...
患者特异性诱导多能干细胞（iPSCs）可分化为所需细胞类型，是研究病理过程与开发治疗策略的有前景模型，但目前尚缺乏常规使用策略。基因编码生物传感器可实时监测信使分子、代谢物和酶活性，并将所记录信号转化为定量数据，从而评估特定分子对疾病发展的影响。本文报道了用于研究与肌萎缩侧索硬化（ALS）相关病理过程的通用细胞平台。作者构建了一系列...
污水处理厂是地表水中药物化合物主要释放源，即使低浓度也可能产生长期环境不利影响。为高效控制药物去除，需要实时识别。目前此类化合物定量依赖专业实验室，耗时且昂贵。本文报道一种用于检测药物化合物双氯芬酸的新型生物传感器，其成本低、操作简便，可直接现场应用。双氯芬酸的识别基于基因工程酵母细胞，这些细胞在双氯芬酸存在下以浓度依赖方式产生绿色...
活细胞荧光显微镜广泛用于研究受体介导的细胞信号动态，但可用的胞内生物传感器有限。基于磷脂酶C-γ1（PLCγ1）串联SH2域的tSH2-WT曾被用于检测表皮生长因子受体（EGFR）磷酸化。本文发现tSH2-WT对磷酸化EGFR缺乏特异性，且其EGF刺激的膜募集动力学与EGFR磷酸化预期不一致。数学模型和实验表明，tSH2-WT的高亲...
细胞内氧化还原状态的变化是多种代谢反应的结果，并同步调控细胞生理过程，因此监测活细胞氧化还原状态对理解细胞生理至关重要。目前已开发多种基因编码荧光氧化还原传感器。此前作者开发了氧化敏感荧光蛋白 Oba-Q，其在氧化条件下发生显著荧光猝灭。为扩展氧化还原传感器蛋白的应用范围，本研究基于 Oba-Q 的分子架构进行优化，成功制备了基于 ...
自基于绿色荧光蛋白（GFP）和Förster共振能量转移（FRET）原理的首个钙指示剂问世以来，已过去二十年。在此期间，研究者提出许多新想法以改进遗传编码FRET生物传感器，使其检测对象从小分子扩展到信号蛋白和理化性质。虽然“遗传编码”FRET生物传感器的优势在多种细胞系建立和若干转基因生物产生后变得明显，但通往这些发展的道路并不一...
简单、稳健的碳纳米结构非共价蛋白功能化策略在杂化纳米材料合成、部件组装和生物传感器开发中备受关注。本文报道将 Car9 和 Car15 碳结合肽分别融合到 sfGFP 和 mCherry 荧光蛋白的 C 端，使融合蛋白能够选择性标记单壁碳纳米管（SWNT）的端部或侧壁。Car15 偏好结合 sp2 碳侧壁，Car9 偏好结合富含羟基...
维持细胞内氧化还原稳态对细胞存活、增殖、分化和信号传导至关重要；氧化还原环境显著改变可诱导细胞死亡，而某些氧化物种的轻微升高则可作为调控多种细胞过程的信号。氧化还原敏感绿色荧光蛋白 roGFP2 和 rxYFP 已被用于非侵入、在线监测细胞内氧化还原变化。为扩展荧光氧化还原生物传感器的光谱范围，本文报道了基于红色偏移 mRuby2 ...
Src 激酶在细胞迁移、机械感知、促分裂与抗凋亡信号中发挥关键作用，其异常激活常见于多种肿瘤。非活性 Src 呈紧凑构象，由 SH2 域结合磷酸化 Tyr527、SH3 域结合 CD linker 及激酶域等分子内相互作用维持；活性 Src 呈开放构象。作者利用这一空间调控机制，构建了基因编码的荧光共振能量转移（FRET）Src 生...