坏死性凋亡是一种受调控的细胞死亡形式，参与缺血再灌注损伤、病毒感染和药物诱导的组织损伤等多种病理过程，但其在体内何时、何地发生仍不清楚。作者此前开发了基于 Förster 共振能量转移（FRET）的生物传感器 SMART（基于 FRET 的 RIPK3 介导 MLKL 激活传感器），可在体外监测人源和小鼠细胞系中坏死性凋亡进程中 M...
肌节是骨骼肌收缩的功能单位，多种获得性和遗传性肌病影响其功能。在完整活体骨骼肌纤维中实时研究肌节激活机制具有挑战。本研究设计并构建了一种骨骼肌特异性分子内FRET生物传感器，将其工程化整合入快骨骼肌肌钙蛋白C（TnC），用于研究肌节激活动态。在转基因动物中，TnC生物传感器通过化学计量替换内源TnC整合入肌丝，不改变正常骨骼肌收缩形...
Rho家族GTP酶是细胞骨架动态的核心调控因子，其活性受鸟苷酸交换因子（RhoGEF）和GTP酶激活蛋白（RhoGAP）调控。本方案提供一套稳健、可高通量筛选的活细胞荧光共振能量转移（FRET）生物传感器检测流程，用于在天然细胞环境中分析RHOA、RAC1和CDC42等GTP酶活性变化。该传感器为遗传编码单链报告蛋白，包含循环置换m...
α-突触核蛋白（α-Syn）聚集驱动帕金森病（PD），但其自组装与结构转化的早期阶段尚未在神经元内被直接观察。本研究利用单分子 Förster 共振能量转移（smFRET）生物传感器追踪神经元内 α-Syn 的构象状态，发现 α-Syn 以浓度依赖和序列特异方式由单体转化为两种不同寡聚体状态。三维 FRET-关联光镜与电镜（FRET...
淀粉样蛋白β（Aβ）肽在神经元内产生，部分释放至脑实质，部分保留在胞内。由于抗Aβ抗体同时捕获Aβ及其前体蛋白APP和C99，胞内Aβ检测仍具挑战。作者此前开发了C99 720-670 FRET生物传感器用于记录γ-分泌酶活性，并建立了多重免疫染色平台，可在亚细胞分辨率下选择性检测胞内Aβ。利用这些方法，作者发现C99主要在晚期内体...
Förster共振能量转移（FRET）是荧光生物传感器中常用且理想的信号转导方式，具有高信噪比和可见信号。尽管已有大量工作通过优化生物分子提高检出限和动态范围，但染料的选择及其相对位置仍研究不足。本文采用实验与计算相结合的方法，系统比较有机荧光团（Cy5或Texas Red）与无机纳米颗粒（量子点，QD）的性质，以及FRET供体或受...
分子伴侣等质量控制机制可防止蛋白质错误折叠与聚集，但其在不同细胞区室中如何维持蛋白组折叠状态仍不清楚。本研究采用基于荧光共振能量转移（FRET）的策略，利用由原核核糖核酸酶 barnase 构建的“诱饵”生物传感器，检测人胚胎肾细胞 HEK293T 细胞核与细胞质中质量控制机制对错误折叠和聚集的保护能力。结果显示，barnase 生...
神经元摄取并传播α-突触核蛋白（αS）、Tau和TDP-43等蛋白病理性种子可促进神经退行。多系统蛋白病（MSP）与VCP显性突变相关，患者出现肌肉和神经元退行，病理聚集可包含αS、Tau和TDP-43。本研究在αS FRET生物传感器细胞中进行基于荧光细胞分选的全基因组CRISPR-Cas9筛选，并用FRET/流式生物传感器或磷酸...
心力衰竭和心律失常的关键治疗靶点是肌浆网（SR）ryanodine受体2（RyR2）钙释放通道的病理性钙泄漏。作者此前通过监测RyR2与钙调蛋白（CaM）或生物传感器肽DPc10的结合，检测成人心肌细胞中病理性泄漏RyR2。本研究检验这些互补结合测量能否作为高通量筛选（HTS）方法，发现靶向泄漏RyR2的小分子。利用FRET，在模拟...
基因编码的 Förster 共振能量转移（FRET）生物传感器可用于活细胞光学成像，但小构象变化常限制其动态范围。为此，作者开发了用于 Rac1 激活检测的 FRET 和镧基 FRET（LRET）生物传感器，具有两个增强敏感性和动态范围的关键特征。其一，α-螺旋 ER/K 连接子分隔 FRET 供体与受体，使 C 端活性 Rac1 ...
荧光生物传感器可在活单细胞内测量代谢物、小分子浓度以及 pH、分子拥挤等性质，但缺乏用于识别细胞并定量单细胞生物传感器信号的简便软件。本文开发了名为 FRETzel 的新软件包，以填补这一空白，并通过首次在不同大小单个脂肪细胞中测量胰岛素刺激的葡萄糖摄取来展示其应用。研究利用表达葡萄糖 FRET 纳米传感器的 3T3-L1 脂肪细胞...
在信号转导蛋白中，内在无序区常作为调控元件，对环境变化、配体结合和翻译后修饰敏感。无序区所采样的构象空间可受环境刺激影响，并通过效应结构域触发下游过程。这类调控元件的无序性使其能够整合信号并产生分级响应，但也阻碍了基于固定三维结构的传统药物筛选方法。作者设计了一种可遗传编码的生物传感器，用于检测 c-Src 激酶 N 端调控元件（S...
钙调蛋白（CaM）是 Ca2+ 感受蛋白，参与多种血管平滑肌细胞（VSMC）功能。由于 CaM 表达量不足以覆盖其众多靶蛋白，调控其表达及靶蛋白相互作用的因子可广泛影响血管功能。VSMC 接受内皮细胞（EC）的多种调控，但 EC 是否通过控制 VSMC 中 CaM 表达及相互作用调节血管功能尚不清楚。本研究使用同一血管分离的 EC ...
植物激素赤霉素（GA）在豆科植物根瘤发育的不同阶段均不可或缺，其时空分布受到严格调控。转录组与生物信息学分析表明，多个编码 GA 合成与降解关键酶的基因对大豆（Glycine max）结瘤形成至关重要。作者检测了若干 GA 氧化酶基因的表达，并利用基于 Förster 共振能量转移（FRET）的 GA 生物传感器 GPS1，测定接种...
遗传编码荧光生物传感器可通过光学检测追踪活细胞和组织中的细胞内信号动态。许多此类传感器基于 Förster 共振能量转移（FRET）原理。本文详述了一种利用光纤光度计在活体动物中检测 FRET 型生物传感器信号的简单方法。将腺相关病毒（AAV）脑内注射以表达遗传编码 FRET 生物传感器，数周后利用光纤光度计实时记录自由移动成年大鼠...