乙酰胆碱酯酶（AChE）是中枢神经系统中负责快速水解神经递质乙酰胆碱（ACh）的关键酶，其异常活性与有机磷农药中毒、阿尔茨海默病和重症肌无力等密切相关。现有 AChE 抑制剂检测方法存在生物相容性低、通量低、操作复杂和成本高等局限。本研究利用遗传编码的 ACh 荧光传感器 GACh3.0，构建稳定共表达 ACh 探针与人源 AChE...
克隆细胞群体内的异质性是生物过程工程的关键瓶颈，尤其会降低生物生产产量。由于单细胞水平代谢物定量存在技术困难，现有研究难以系统刻画细胞代谢状态。本文提出一种基于单细胞生物传感器分析的模块化框架，利用遗传编码荧光生物传感器对酿酒酵母胞内代谢状态进行稳健表征，并用于检测与分离环境扰动及微生物细胞工厂中的同基因型异质性。作者发现急性与渐进...
D-2-羟基戊二酸（D-2-HG）是多种生物中的内源代谢物，其异常积累可促进肿瘤发生。目前缺乏用于 D-2-HG 相关疾病诊断与预后的便捷检测方法，也无法在活细胞中直接检测 D-2-HG。本研究鉴定出 D-2-HG 特异性转录激活因子 HgcR，并以 HgcR 为识别元件、环状置换黄色荧光蛋白（cpYFP）为报告基团，构建了遗传编码...
急性髓系白血病（AML）化疗常通过诱导活性氧（ROS）过量杀伤肿瘤细胞，而H2O2在细胞内呈区室化动态分布。外源化学荧光探针可能干扰细胞代谢，遗传编码荧光传感器可实时、动态、低扰动地检测活细胞内ROS。本研究以HyPer和TriPer为H2O2传感模块，结合核定位序列（NLS）、线粒体定位序列（MLS）和内质网定位肽，通过慢病毒转染...
柠檬酸是三羧酸循环的关键中间代谢物，也参与炎症、癌症、胰岛素分泌等多种生理与病理过程。为在活细胞中实时监测其胞质与线粒体浓度，作者开发了一系列高性能遗传编码柠檬酸荧光生物传感器。设计以柠檬酸响应传感器组氨酸激酶 CitA 的周质结合域 CitAP 结构为基础，利用其结合柠檬酸后由结合域向催化域传递的构象变化，将 CitAP 插入循环...
植物发育与组织和细胞的代谢状态高度互作，当前研究重点在于阐明代谢网络与基因调控网络之间的关联及机制。能够在活体内以高时空分辨率检测小分子的遗传编码传感器，有望成为定量和可视化植物代谢物通量动态的理想工具。本文综述了当前用于测量激素、钙离子和糖等信号分子，以及通过能量等价物和 pH 监测代谢状态的方法。作者区分了直接可逆结合底物的传感...