在生物传感器中，遗传编码的荧光共振能量转移（FRET）生物传感器被广泛用于在活细胞或组织中定位并测量酶活性。激酶活性尤其重要，因为其时空调控对理解细胞命运决定至关重要；ERK 是信号转导通路中的关键节点，可引导细胞进入不同生理过程。为在体内分析激酶并检测其活性的细微变化，需要更好的工具。本文报道了对先前 ERK 活性报告分子 EKA...
近期证据表明，内皮集落形成细胞（ECFCs）可作为改善血管损伤受试者血管形成的细胞治疗手段，主要源于其强血管生成潜力。Rho家族GTP酶Cdc42在该血管生成过程中起主要作用，但细胞外基质（ECM）刚度如何影响ECFC早期空泡形成过程中的Cdc42活性仍不清楚。本研究使用基于荧光共振能量转移（FRET）的Cdc42生物传感器，考察三...
本研究开发了一种基于荧光共振能量转移（FRET）的新型σ1受体（σ1R）生物传感器，用于在活细胞中实时监测σ1R配体诱导的构象变化。作者将青色荧光蛋白（CFP）和黄色荧光蛋白（YFP）分别融合到σ1R的N端和C端，构建σ1RCFP/YFP融合蛋白，并稳定表达于HEK-293T细胞。通过436 nm激发并同步检测480 nm和535 ...
氧化磷酸化（OXPHOS）系统产生呼吸细胞中大部分三磷酸腺苷（ATP）。缺氧等导致ATP耗竭的刺激会触发促进ATP生成的适应性反应，但缺氧早期OXPHOS如何被调控仍不清楚。本研究通过选择性测量线粒体基质内ATP水平，鉴定缺氧诱导蛋白G0/G1转换基因2（G0s2）为OXPHOS的正调控因子。作者利用线粒体靶向的FRET型ATP生物...
本研究开发了一种基因编码的Förster共振能量转移（FRET）生物传感器，用于连续监测基质金属蛋白酶9（MMP-9）的蛋白水解活性。MMP-9是一种胞外分泌型内肽酶，在发育、学习与记忆、癌症转移和卒中等过程中发挥重要作用。要评估该蛋白酶的功能，必须精确测定其活性动力学和亚细胞定位。该传感器无毒，并通过血小板源性生长因子受体跨膜域锚...
基于荧光蛋白（FP）的生物传感器可实时监测活细胞内酶活性，但第一代 FRET 型激酶传感器通常荧光响应较低，优化过程费时费力。本文报道利用高通量大肠杆菌菌落筛选策略优化激酶 FRET 生物传感器。作者构建 pUADE 双表达质粒，在 Ptac 启动子下表达传感器变体，在 PBAD 启动子下表达组成型激酶；通过 L-阿拉伯糖诱导激酶表...
群体感应（QS）参与发光、抗生素产生和生物膜形成等重要生物学过程。自诱导物N-(3-氧代己酰基)-L-高丝氨酸内酯（3OC6HSL）在费氏弧菌（Vibrio fischeri）的QS系统中起关键作用，实时追踪3OC6HSL对研究QS信号转导具有重要意义。传统检测主要依赖细菌报告菌株和高性能液相色谱（HPLC），存在耗时长、灵敏度低等...
蛋白激酶A（PKA）广泛存在于动物界，在神经系统中作为激酶效应器整合多种神经调质的细胞效应。近年来发展的荧光共振能量转移（FRET）生物传感器，如AKAR，使活细胞中PKA激活的直接测量成为可能：只需在CFP激发下测量CFP与YFP发射波长的荧光比值。该方法可在细胞甚至亚细胞水平提供秒级时间分辨率的数据，为理解时空信号整合开辟新途径...
正确纺锤体组装和染色体分离依赖精确的微管动态，部分由kinesin-13 MCAK调控。Aurora B依赖磷酸化可抑制MCAK的微管去聚合活性，但机制不明。本文开发了首个用于MCAK的FRET生物传感器，显示溶液中MCAK通过C端结构域（CT）与neck相互作用而处于闭合构象。荧光寿命成像（FLIM）表明，结合微管末端的MCAK相...
本论文报道了一种用于在单细胞内直接监测驱动蛋白-2家族马达KIF17活性的FRET生物传感器。KIF17通过调节微管动态和组织促进上皮分化，但其活性如何受时空调控尚不清楚。多种驱动蛋白包括KIF17可采取紧凑和伸展构象，分别对应自抑制和活性状态。作者构建了全长KIF17两端分别融合mCherry和Emerald GFP的表达载体，利...
细胞外调节激酶ERK在细胞生长信号级联中起核心作用。本文利用基于荧光共振能量转移（FRET）的ERK生物传感器EKAREV，在活细胞中长时间监测ERK活性，发现ERK活性以随机脉冲形式自发出现，并可在邻近细胞间传播。在正常大鼠肾上皮细胞NRK-52E中，ERK脉冲频率随细胞密度呈钟形变化，在中等密度时最高，而脉冲幅度基本不变；脉冲频...
近年来，荧光成像因荧光蛋白和荧光染料日益丰富而受到特别关注，并推动了新型生物传感器的发展。基于 Förster 共振能量转移（FRET）原理的基因编码生物传感器已广泛用于生物学中，以可视化信号分子的时空动态。尽管此类生物传感器数量不断增加，但由于 FRET 生物传感器稳定表达困难，其应用大多局限于瞬时表达生物传感器的培养细胞。本研究...
许多G蛋白偶联受体（GPCR）定位于初级纤毛，但纤毛对GPCR信号的功能意义仍不清楚。本研究聚焦D1多巴胺受体（D1R）和β2肾上腺素受体（B2AR），二者均通过升高环磷酸腺苷（cAMP）传递信号，但纤毛定位不同。D1R在IMCD3细胞纤毛上富集，破坏纤毛并不影响其表面表达或浓度依赖性cAMP反应。作者开发了可分辨纤毛内与纤毛外cA...
基于 Förster 共振能量转移（FRET）的生物传感器可用于在活细胞中以亚细胞分辨率和秒级时间尺度解析蛋白激活事件的动态过程，这些过程难以用传统生化和细胞生物学方法直接观察。本文系统介绍将 FRET 生物传感器原始图像数据转化为相对比率定量测量的基本图像处理流程，重点讨论遗传编码单链 FRET 传感器以及分子间双链设计系统的处理...
2-氧代戊二酸（2OG）是高度保守的三羧酸循环代谢物，不仅在代谢中起关键作用，还在多种生物中作为信号分子。环境无机氮被微生物还原为铵，其代谢途径涉及2OG向谷氨酸和谷氨酰胺的转化。实时追踪2OG有助于细胞代谢与信号转导研究。本文基于荧光共振能量转移（FRET）构建了一种遗传编码的2OG生物传感器，将NifA蛋白中功能性的2OG结合域...
肌醇1,4,5-三磷酸（IP3）受体包括IP3R1、IP3R2和IP3R3三个亚型。尽管已合成多种IP3受体配体，但尚无已知亚型选择性配体。作者利用基于荧光共振能量转移（FRET）的IP3生物传感器LIBRAvI、LIBRAvII和LIBRAvIII，建立了一种简单荧光方法，用于检测IP3受体配体的亚型选择性。向表达相应生物传感器的...
ADP在血管内皮中发挥关键信号作用，ADP受体是多种心血管药物靶点，但其细胞内调控通路尚未完全阐明。本研究鉴定了磷酸酶PTEN在ADP依赖性内皮型一氧化氮合酶（eNOS）激活以及内皮细胞脂质和蛋白激酶通路中的重要作用。我们发现，siRNA介导的PTEN敲低可增强ADP促进的eNOS激活和p38 MAPK磷酸化；然而，siRNA敲低p...
背景与目的：活体中确定血管受体作用困难，难以通过全身拮抗或基因操作实现。本研究用活体荧光显微镜测量交感受体，尤其α1-肾上腺素能受体亚型，对小鼠股动脉收缩激活的贡献。方法：在表达MLCK钙-钙调蛋白生物传感器的小鼠中，活体荧光显微镜测定股动脉直径和细胞内钙（[Ca2+]i），并局部应用药理学试剂判断血管受体对张力性收缩和[Ca2+]...
癌症侵袭与转移发生在复杂三维环境中，并受周围宿主组织与血管的反馈调控。本研究建立了一种新型活体成像方法，用于揭示抗侵袭Src抑制剂dasatinib处理后Src活性的时空调控。作者采用基于荧光寿命成像显微镜–荧光共振能量转移（FLIM-FRET）的Src生物传感器，在p53突变转基因胰腺癌小鼠模型中实时监测药物靶向效力。与传统固定终...
本文检验甲状腺刺激激素受体（TSHR）在撤除 TSH 后是否发生持续 cAMP 信号，以及该现象是否细胞类型特异。作者采用两种方法：方法 1 用化学发光免疫分析，在培养液中加入磷酸二酯酶抑制剂 IBMX，定量 30–60 min 内细胞内 cAMP 积累；方法 2 用 FRET 型细胞内 cAMP 生物传感器 YR-ICUE 连续记...