3′,5′-环腺苷酸单磷酸（cAMP）是调控参与离子稳态和心肌兴奋-收缩耦联蛋白功能的关键第二信使。近十年来，cAMP 通过作用于离散的亚细胞区室或“微区室”来传递其多种效应，这一认识日益受到重视。本迷你综述描述了如何在活心肌细胞中可视化此类局部信号，从而更好地理解心脏生理与疾病机制。文章特别聚焦于靶向生物传感器，这类传感器可用于在...
tau蛋白病理性聚集是tau病共同特征，tau病理可通过细胞间传播进展，其中细胞外tau被受体细胞摄取并作为种子诱导tau聚集。为区分具有种子活性的tau与惰性单体tau，本研究利用稳定表达P301S突变tau重复域（RD）融合CFP/YFP的生物传感器细胞，检测HEK293细胞释放的tau。对培养上清进行分子排阻色谱分析发现，种子...
阿尔茨海默病（AD）病理特征为 β-淀粉样蛋白（Aβ）和 tau 蛋白分别聚集成淀粉样斑块和神经原纤维缠结。Aβ 与 tau 之间的协同关系可能推动疾病进展，但二者相互作用尚未完全阐明。本研究分析不同 Aβ 自组装体（纤维和寡聚体）如何影响 tau 种子化或聚合。利用 tau 生物传感器细胞实验显示，将 Aβ 寡聚体转染入细胞后，可...
许多多结构域蛋白含有无序连接子，这些连接子调节结构域间接触，从而决定控制分子内反应的有效浓度。有效浓度很少被实验测定，因此人们对其与连接子结构之间的关系知之甚少。我们使用一种荧光生物传感器，直接测量了无序蛋白连接子所施加的有效浓度。结果表明，有效浓度遵循基于聚合物物理的简单几何模型，这为间接探测连接子的结构性质提供了一种方法。无序连...
正链 RNA 病毒的复制蛋白通过劫持宿主膜与蛋白形成病毒复制区（VRC），并在此进行高强度 RNA 复制，需要大量 ATP 和代谢前体。番茄丛矮病毒（TBSV）通过招募有氧糖酵解酶在复制区内产生 ATP，但糖酵解需要补充 NAD+。本文证明 TBSV 可将丙酮酸脱羧酶 Pdc1 和乙醇脱氢酶 Adh1 等发酵酶高效招募至病毒复制区。...
背景：针对阿尔茨海默病（AD）药物研发屡遭失败，可能与对淀粉样蛋白β（Aβ）和tau蛋白协同致病机制理解不足有关。方法：本研究检验Aβ是否增强胞内tau聚集，并证明寡聚态Aβ特异性加剧tau病理性种子化。利用tau生物传感器细胞，作者发现亚毒性浓度Aβ寡聚体（而非单体或纤维）可“预激活”细胞，使其更易受tau种子感染；当加入重组或脑...
缺血性白质损伤在年龄相关认知下降、血管性痴呆和阿尔茨海默病中日益受到重视，但缺血性轴突损伤对皮层神经元的影响仍不清楚。作者采用小鼠亚皮层白质缺血损伤模型，结合逆行神经示踪、磁激活细胞分选与流式细胞分选，捕获第5层皮层神经元并进行 RNA 测序。结果显示，卒中损伤的深层皮层神经元显著上调微管亲和性调控激酶 Mark4。卒中诱导的 Ma...
基于铁氧还蛋白–硫氧还蛋白还原酶/硫氧还蛋白（Trx）的巯基氧化还原调控在光/暗变化下控制叶绿体多种功能。Trx 是该调控系统的核心因子，拟南芥叶绿体中已鉴定出 5 个亚型、10 个亚型异构体，它们具有不同的底物选择性，形成复杂的氧化还原调控网络。本研究将 CFP、YFP 与叶绿体中氧化还原敏感且受 Trx 调控的蛋白 CP12 的...
溶液相与细胞内生物传感显著增强了对生物学与病理学基础分子过程的理解。光学方法因探针和仪器成本低而受青睐；色谱方法虽有帮助，但荧光生物传感可进一步提高灵敏度，并在复杂介质中更有效。基于共振能量转移（RET）的传感器利用荧光、生物发光或化学发光（分别为FRET、BRET、CRET）作为能量供体，在分子或环境变化时引起发射光谱、寿命或强度...
活细胞利用复杂且高度动态的信号网络和转录回路维持稳态，并响应不断变化的环境。这些网络使细胞能够严格控制离子、代谢物、蛋白质及其他生物大分子的胞内浓度，并在能量需求与生长所需分解代谢之间保持平衡。由于这些网络相互关联，且细胞系统对外部环境极为敏感，阐明遗传和药理扰动的分子机制仍具挑战性。活细胞成像结合遗传编码荧光生物传感器，为在细胞、...
鳗弧菌（Vibrio anguillarum）是造成水产鱼类严重损失的重要病原菌，其快速检测与防控十分关键。DNAzyme 是具有催化活性的 DNA 分子，稳定性好。本研究以鳗弧菌粗细胞外基质（CEM）为靶标，采用未修饰 DNA 文库进行体外筛选，较以往标记文库更易推广。经 7 轮筛选获得高活性、高特异性 DNAzyme VAE-2...
心脏T管是膜内陷，对兴奋-收缩耦联至关重要。阿米替林等阳离子两亲性药物会干扰磷脂酰肌醇4,5-二磷酸（PI(4,5)P2）与维持管状系统连接细胞表面蛋白的相互作用。本研究旨在验证阿米替林作为心肌细胞新的去管剂。用di-4-ANEPPS染色成年大鼠心室肌细胞（ARVMs）显示，与甲酰胺不同，阿米替林诱导完全去管且不影响细胞活力。膜片钳...
硫化氢（H2S）是继一氧化氮和一氧化碳之后的重要气体信号分子，参与血管张力、炎症、胰岛素分泌和神经调节等过程，但其失调与多种疾病相关。传统色谱、比色和电化学方法难以实现实时、无创检测。基于遗传密码扩展将 p-叠氮苯丙氨酸（pAzF）引入荧光蛋白，可构建基因编码的 H2S 荧光探针，但已有探针多为强度型，易受表达量、激发强度和光漂白影...
开发一种简单、快速、灵敏的铜离子传感器对环境监测具有重要意义。本文构建了一种基于铜结合蛋白CopC与丹磺酰氯（DNS-Cl）之间荧光共振能量转移（FRET）的荧光生物传感器，用于选择性检测铜离子。在碱性条件下，DNS-Cl共价结合到CopC上，形成DNS-Cl/CopC生物传感器；其中CopC在320 nm处的荧光发射可被DNS-C...
钙调节的磷酸二酯酶1（PDE1）家族在脑中高表达，但其在神经元中的功能作用尚不清楚。本研究使用选择性 PDE1 抑制剂 Lu AF64196 和环核苷酸生物传感器（包括一种新型 cGMP 生物传感器），分析 PDE1 对新生雄性小鼠脑片单个神经元中 cAMP 和 cGMP 的影响。光释放笼化 NMDA 引起胞内钙短暂升高，并伴随纹状...
不同亚细胞pH水平，尤其是溶酶体和内体中的pH，对大分子的降解、修饰、分选、积累和分泌至关重要。本研究通过融合pH稳定的青色荧光蛋白mTurquoise2（mT2）与高pH敏感的增强黄色荧光蛋白EYFP，工程化了一种新型基因编码pH探针。该探针形成比率型生物传感器pH-Lemon，适用于活细胞酸性区室中不同pH条件的成像。酸性条件下...
由细菌生物膜引起的感染因细菌本身及异质生物膜基质的复杂性而难以诊断。本文报道了一种稳健的聚合物基传感器阵列，利用聚合物传感元件与生物膜基质之间的选择性相互作用来识别细菌种类。该阵列通过合理选择荧光团，实现激基缔合物形成和聚合物间Förster共振能量转移（FRET），仅用三种聚合物即可产生六个输出通道。这些聚合物与不同生物膜基质之间...
本研究合成了一种碳量子点（CQD）标记的分子信标（MB），用于检测癌症标志物 microRNA-21（miR-21）。CQD 具有低细胞毒性、优良水溶性和光稳定性，并通过透射电子显微镜、动态光散射、傅里叶变换红外光谱和荧光光谱进行表征。MB 的 5′ 端标记 CQD，3′ 端标记 Black Hole Quencher 1（BHQ1...
本文报道一种简单化学蚀刻方法，用于聚合物光纤（POF）尖端的非线性锥化，以制造复合抛物面聚光器（CPC）光纤尖端。作者指出，与传统直觉相反，先蚀刻光纤芯层而非包层可实现非线性锥化。论文对蚀刻机制进行了建模，并在荧光葡萄糖传感器化学体系中对蚀刻尖端进行几何与光学表征。Zemax 光学模型预测，与平面切割光纤尖端相比，CPC 尖端传感器...
本文报道了一种基于酿酒酵母衍生氮掺杂碳点（s-N-CDs）的荧光纳米生物传感器，用于pH和维生素B12（VB12）检测。作者采用一锅微波辅助水热法，以酿酒酵母为碳源、乙二胺为氮源，合成得到量子产率为16%、平均粒径约2.9 nm的水溶性s-N-CDs。该碳点具有强光致发光、良好抗光漂白、热稳定性和离子强度稳定性。在pH 14至2范围...