G蛋白偶联受体（GPCR）药物发现正处于关键节点。传统筛选多依赖人胚肾293（HEK293）等异源细胞模型，但这类模型难以充分反映目标细胞、组织和整体动物中的生理与病理背景。当前研究正逐步转向更具相关性的细胞、组织切片和整体动物平台，并发展可在单细胞水平解析信号事件的分析方法。光学生物传感器能够实时追踪受体激活、G蛋白偶联、β-ar...
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...
基于荧光蛋白的生物传感器为理解植物生物学核心——细胞网络的动态特性——提供了前所未有的定量视角。此类生物报告分子能够可视化细胞调控因子（如Ca2+和H+）以及植物激素的空间与时间动力学，并可在活植物细胞中实时监测膜转运活性。这些工具的发展速度很快，使其越来越灵敏且易于使用；快速扩展的生物传感器工具箱为获得关于广泛植物调控过程的新认识...
谷氨酸棒杆菌是工业生物技术中最重要的底盘菌之一。过去数十年，这种土壤细菌被用于大规模生产 L-谷氨酸和 L-赖氨酸，年产量达约 600 万吨。随着新型基因组编辑方法以及系统生物学和合成生物学工具的引入，谷氨酸棒杆菌的产品谱已从传统食品和饲料产品扩展到化学工业、化妆品和医疗健康领域。近五年来，其工业产品数量几乎翻倍，达到约 70 种天...
直接与被测分子相互作用的遗传编码生物传感器最早于20多年前以钙离子荧光指示融合蛋白形式出现。此后，该技术已发展为多种生物传感器，并被用于提高对植物生理与发育中关键分子时空动态的理解。本综述重点讨论遗传编码钙指示剂，这是目前最多样且最成熟的生物传感器类别，并概述利用钙、pH、活性氧、氧化还原状态、初级代谢物、植物激素和营养元素生物传感...
由蛋白支架与人工小分子组成的化学构建生物传感器，近年来被视为特异性检测并实时监测细胞内多种生物分子或生物事件的重要分析工具。传统半合成生物传感器通常在试管中制备，随后借助显微注射或细胞穿透肽等侵入性方法导入细胞。随着生物正交蛋白偶联技术的快速发展，现已能够在活细胞内直接原位构建此类半合成生物传感器，从而为生命科学研究提供前所未有的工...
序列识别与构象多态性使DNA成为构建纳米器件的重要工具。DNA相关纳米器件基于构象开关原理，可受DNA/RNA序列、pH或温度变化、酶或配体相互作用等因素调控。因此，控制DNA构象变化以获得所需功能，对发展用于基因筛查和分子诊断的DNA杂交生物传感器具有重要意义。为探索富胞嘧啶DNA寡核苷酸随pH变化的构象开关能力及其作为生物传感器...
近年来，荧光蛋白工程与活细胞成像技术的协同进步，推动了用于追踪生命系统多尺度信号动态的遗传编码荧光报告蛋白的发展与应用。这类生物传感器具有特异性、敏感性和通用性，并借助荧光的非侵入、非破坏特性及遗传编码能力，特别适合在活细胞和动物中监测信号过程。过去十年，已有大量荧光报告蛋白被开发，用于追踪第二信使与代谢物动态、酶激活与活性、细胞周...