量子点（QDs）因高荧光稳定性、尺寸可调发射和宽激发窄发射等光学特性，已成为生物医学检测中的有力工具。在表观遗传研究中，QDs 被用作生物传感器，监测 DNA 甲基化、microRNA（miRNA）表达和组蛋白修饰等变化，为传统检测方法提供替代方案。然而，越来越多证据表明 QDs 本身也可能成为表观遗传扰动因子，通过改变 DNA 甲...
本研究开发了一种基于氧化铈（CeO2）纳米颗粒的高灵敏荧光纳米生物传感器，用于快速检测 DNA 甲基化。通过透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、能量色散光谱（EDS）、X 射线衍射（XRD）、紫外-可见光谱和荧光光谱对 CeO2 纳米颗粒进行表征。将 CeO2 纳米颗粒与单链 DNA（ssDNA）探针反应形成 DNA...
DNA甲基化通过调控基因转录和异染色质形成影响细胞与环境的相互作用，但调控重复序列甲基化分布的胞外信号仍不清楚。重复元件富含甲基化，活细胞中研究其甲基化存在方法学困难。本研究利用基于CRISPR/dCas9荧光互补的BiAD传感器，在活细胞中实时读取人类α-卫星重复序列的DNA甲基化。作者将该传感器稳定表达于未转化乳腺上皮细胞MCF...
核基因组与线粒体基因组之间的双向通讯对细胞正常功能至关重要。线粒体DNA拷贝数（mtDNA-CN）和异质性影响线粒体功能，并进一步影响核基因组，参与健康与疾病过程。现有证据表明，mtDNA-CN和异质性变异与衰老、复杂疾病及全因死亡相关；核表观组可能介导线粒体DNA变异对疾病的影响。在此过程中，线粒体可被视为一种环境生物传感器，将细...
聚合物点（Pdots）作为电化学发光（ECL）发射体在拓展 ECL 分析技术中备受关注。本文以具有热激活延迟荧光（TADF）性质的供体–受体聚合物为前驱体，设计并合成了一种高效 Pdots，其具有理想的湮灭 ECL 和共反应物 ECL 行为。TADF Pdots 在 ECL 过程中保持高度稳定的负电态，其 ECL 发射遵循“S-ro...
DNA甲基化是稳定的表观遗传标志物，其异常与癌症发生密切相关。快速、高灵敏且高选择性地定量血液中的DNA甲基化对卵巢癌诊断具有重要意义，但面临甲基化DNA丰度极低以及需在大量循环游离DNA背景中区分甲基化胞嘧啶与正常胞嘧啶两大挑战。本文报道了一种用于血液中DNA甲基化快速检测的超灵敏、高选择性电化学生物传感器。该传感器基于金包覆磁性...
核酸是人体内储存、复制和传递遗传信息的重要遗传物质，其序列异常、碱基突变和表观遗传改变常与癌症等疾病相关。DNA甲基化是主要表观遗传修饰之一，可作为癌症早期检测、预后和治疗的重要生物标志物。为此，作者构建了一种多功能电化学生物传感器，利用坚固的四面体三脚架（TTs）通过碱基互补配对辅助多重串联发夹组装（MTHsA），实现对目标DNA...
基因组DNA甲基化参与多种疾病，有望作为疾病甚至症状前诊断的特异性生物标志物，因此需要快速、廉价的检测方法。作者此前发现G-四联体（G4）形成寡核苷酸中的胞嘧啶甲基化会诱导不同G4拓扑结构。本研究基于甲基化与非甲基化G4 DNA的结构差异，开发了一种利用G4配体检测G4形成序列中CpG甲基化的方法。CpG甲基化引起的G4拓扑差异可被...
由于 DNA 甲基化在癌症发生中具有重要作用，亟需高灵敏分析方法用于早期诊断和临床药物治疗。本研究开发了一种无标记光学基因传感方法，用于识别 APC 基因启动子区甲基化 DNA，并区分非甲基化 DNA 与甲基化 cDNA。该体系采用硫堇/草酸盐聚合物作为光学探针，pDNA 探针与不同 cDNA 序列杂交后，通过紫外-可见吸收和荧光光...
本文报道了一种基于二元探针DNA杂交的特定基因序列5-甲基胞嘧啶检测新方法。将目标互补序列设计为两条探针，每条二元探针片段结合目标较短序列，使其对亚硫酸氢盐处理引入的碱基错配敏感。二元探针杂交的成功设计证明了其对完全甲基化目标甲基化丰度0.1%的低检出限和10 pM的高灵敏度。该设计使定量五个CpG位点的平均甲基化水平成为可能。含5...
DNA甲基转移酶可作为癌症和遗传病的重要生物标志物。本文基于p型共价有机聚合物（COP）构建染料敏化且金等离子体增强的阴极光电化学生物传感器，用于M.SssI甲基转移酶（M.SssI MTase）的信号开启检测。传感器通过在ITO玻璃上原位生长p型COP薄膜，并经生物素—链霉亲和素作用固定生物素和巯基标记双链DNA（dsDNA）探针...
近年来，纳米孔技术在生命科学与生物医学研究中日益重要。该技术通过在薄膜中嵌入纳米级孔道并测量电化学信号，可用于研究核酸及其他生物大分子。牛津纳米孔技术（Oxford Nanopore Technology, ONT）是纳米孔技术最成功的应用之一，标志着第四代基因测序技术的开端。本综述系统介绍了纳米孔基因测序的工作原理与信号处理技术，...
DNA甲基化检测对癌症诊断和治疗具有重要意义。本文首次提出基于双甲基化敏感限制性内切酶与重组酶聚合酶扩增（RPA）辅助CRISPR/Cas13a系统（DESCS）的消化策略，用于准确灵敏测定位点特异性DNA甲基化。双内切酶体系选择性消化未甲基化靶标，对甲基化DNA无响应；完整甲基化靶标触发RPA快速放大，被消化的未甲基化靶标不能启动...
DNA甲基化是指CpG二核苷酸中胞嘧啶5′碳上添加甲基，是调控基因表达的重要表观遗传修饰，参与多种细胞过程。DNA甲基化失调与癌症等多种疾病密切相关。本文综述DNA甲基化如何影响肿瘤发生，并列举常出现异常甲基化的实体瘤实例。文章解释单基因和全基因组水平DNA甲基化分析方法的原理，包括基于亚硫酸氢盐转化、甲基化敏感限制性内切酶以及5-...
本文开发了一种基于氨基化还原氧化石墨烯（rGO）电极的无标记夹心式 DNA-免疫生物传感器，用于定量检测肿瘤抑制基因 O-6-甲基鸟嘌呤-DNA 甲基转移酶（MGMT）的甲基化水平，该基因是脑肿瘤和乳腺癌的潜在生物标志物。传感器通过氨水化学吸附在 rGO 表面引入氨基，并利用抗 5-甲基胞嘧啶单克隆抗体（anti-5mC）作为甲基化...
放射治疗（RT）已作为肿瘤杀伤手段应用逾百年，美国每年约47万患者接受治疗。电离辐射可诱导DNA断裂和表观遗传重塑，但具体机制仍不清楚，亟需深入理解以提高肿瘤杀伤并降低正常组织损伤。DNA双链断裂修复受染色质结构、组蛋白翻译后修饰及染色质相关蛋白调控，因此组蛋白修饰酶可影响细胞放射敏感性。例如，组蛋白去乙酰化酶（HDAC）抑制剂通过...
异常DNA甲基化驱动肿瘤发生，凸显了开发便携、快速且灵敏的特定癌症预后基因甲基化检测策略的迫切需求，以推动精准医学普及。本研究基于侧流层析试纸条建立了一种可同时实现视觉与磁学判读的位点特异性DNA甲基化生物传感器。通过在PCR中引入地高辛和生物素标记引物，扩增子可被传感器中的金磁性纳米颗粒（GMNPs）识别并捕获。GMNPs作为信号...
本文报道了一种用于灵敏检测DNA甲基化的新型荧光生物传感器，该传感器将单分子检测与内切酶IV（endo IV）辅助信号放大相结合。传感器以甲基化敏感限制性内切酶HpaII判别靶DNA甲基化状态：未甲基化DNA被HpaII切割，甲基化DNA得以保留；保留的甲基化DNA链与含AP位点、5'端生物素和3'端Cy5标记的信号探针杂交，并被链...
DNA甲基化是哺乳动物最主要的表观遗传修饰，通过转录后调控基因表达参与胚胎发育、基因组印记、细胞分化和X染色体失活等基本过程。异常的DNA甲基化与肺癌、肝癌、乳腺癌等多种疾病密切相关，因此准确、灵敏地检测DNA甲基化对表观遗传研究和疾病诊断具有重要意义。近年来，研究者开发了多种新型生物传感器用于高灵敏检测DNA甲基化，但尚缺乏对体外...
本文报道了一种基于改性还原氧化石墨烯（rGO）的无标记 DNA 电化学生物传感器，用于 DNA 甲基化检测，可作为潜在诊断工具。为增强灵敏度，作者将 rGO 分别负载金（AuNPs）、银（AgNPs）和铜（CuNPs）纳米颗粒，以增大电极表面积并改善导电性。随后，将硫醇化单链 DNA 探针（ssDNA-1）固定于修饰电极表面，并与目...