环二鸟苷酸单磷酸（c-di-GMP）是细菌中普遍存在的第二信使，调控细胞周期、生物膜形成、黏附与毒力等关键行为。准确监测胞内 c-di-GMP 水平，对于理解相关生理过程以及开发针对生物膜相关抗生素耐药的抑制剂具有重要意义。本研究开发了一种遗传编码荧光生物传感器 cdiGEBS，其以肺炎克雷伯菌来源的 c-di-GMP 响应转录因子...
葡萄糖代谢机制虽已阐明多年，但糖酵解中间代谢物的亚细胞分布、转运与功能仍存在未解问题，需要在活细胞和体内实现高时空分辨率的代谢监测。遗传编码荧光传感器可在活细胞和动物体内特异性、灵敏且时空分辨地监测代谢物，近年已开发数十种葡萄糖代谢物传感器。本文强调追踪糖酵解特定中间代谢物、测量糖酵解通量、监测其时空动态并定量代谢物丰度的重要性，随...
T细胞通过T细胞受体（TCR）介导的复杂信号通路调控适应性免疫应答。嵌合抗原受体（CAR）T细胞疗法将TCR功能结构域与特异性抗体结合，用于肿瘤免疫治疗。本文首先概述当前对T细胞信号通路的认识，以及Western blot、流式细胞术和免疫染色等传统方法；但这些方法多依赖细胞固定或裂解，难以在活细胞中解析具有时空分辨率的动态分子事件...
近年来，植物生物学家为在活体内定量分子与分子事件，开始以遗传编码荧光生物传感器（GEFBs）补充传统报告系统。这类传感器可直接感知分析物，使测量达到单细胞水平并随时间动态追踪。此类数据对数学建模者具有重要价值，因为更准确的测量可指导模型构建与参数化。合成生物学进展加快了传感器开发速度，同时表达光谱兼容的多种传感器现已允许对信号网络中...
遗传编码荧光蛋白指示剂（GEFPIs）的颜色范围近年来快速扩展。激发与发射位于600 nm以上“光学窗口”的GEFPIs具有组织穿透增强、自发荧光和散射降低、光毒性更低等优势。荧光蛋白循环置换通常是开发单荧光蛋白GEFPIs的第一步。本研究考察两种远红荧光蛋白mMaroon1和mCarmine对循环置换的耐受性。作者依据其他类似物已...
所有生物过程均由生化通路的协同作用产生，有限分子如何产生功能多样性仍是核心问题。空间区室化——生化活性围绕细胞内离散空间域组织——近40年前提出，已成为理解通路特异性的基础。然而，直接研究空间区室化及其机制近20年才因遗传编码荧光生物传感器等技术成为可能。这些工具可在天然生物环境中实时可视化动态生化过程，是探测空间调控的关键。本文综...
细胞信号网络是细胞响应外界刺激并决定其命运与功能的基础。荧光蛋白的发现使遗传编码荧光生物传感器迅速发展，这类传感器可在活细胞内直接表达，用于实时测量信号转导通路的时空动态。本文系统梳理了已发表的工程化荧光生物传感器，归纳其传感单元与报告单元的设计策略，包括荧光蛋白直接响应、蛋白转位、FRET/BRET/FLIM 等读出机制，以及基于...
过氧化氢（H2O2）不仅是氧化应激的关键介质，也是重要的细胞第二信使，参与调控多种细胞信号通路。遗传编码荧光生物传感器 HyPer 是研究活体系统中 H2O2 动态变化的有效工具。本文综述 HyPer 及其改进版本的结构、性能与应用进展。HyPer 由大肠杆菌转录因子 OxyR 的 H2O2 敏感调控域与环状置换黄色荧光蛋白 cpY...