细胞迁移依赖于运动方向上快速且持续的边缘突起。构建边缘突起的肌动蛋白和黏附结构必须被促迁移信号通路同时调控，而黏附调控的贡献因无法选择性检测促进边缘突起的初始黏附而难以解析。本研究通过构建靶向黏附的 ERK 荧光共振能量转移（FRET）生物传感器 EKAR-FAT，定量分析 RAS→RAF→MEK→ERK 通路中 ERK 在初始黏附...
代谢稳态研究长期集中于组织和个体水平，其中 AMPK 是关键的细胞能量电荷感知激酶，通过反馈回路协调 ATP 生成与消耗。近期研究发现 AMPK 活性在单细胞水平存在振荡，提示存在尚未阐明的动力学调控机制。然而，解析细胞内反馈动力学需要同步观测多个能量参数，而现有代谢荧光生物传感器大多使用 CFP/YFP FRET 或 cpGFP，...
细胞迁移依赖于运动方向上细胞前缘的快速且持续性突起。构建边缘突起的肌动蛋白与黏附结构相互整合，促迁移信号通路必须同时调控二者以诱导突起。由于难以选择性检测促进边缘突起的新生黏附，黏附调控的贡献一直难以阐明。本研究将ERK FRET生物传感器靶向黏附，定量ERK的时空活性，解析RAS→RAF→MEK→ERK通路对新生黏附的调控如何贡献...
细胞命运决定受复杂信号网络调控，细胞外信号调节激酶（ERK）是控制细胞增殖与分化的核心节点。ERK 常与其他调控因子协同作用，因此需要在单细胞水平同时研究多条信号通路。现有 ERK 等通路的荧光生物传感器存在明显光谱重叠，限制多重检测。为此，作者开发了两种新型红色 FRET ERK 生物传感器 REKAR67 和 REKAR76，工...
三磷酸腺苷（ATP）在细胞外、胞质和分泌囊泡等生理环境中可从纳摩尔变化到毫摩尔，既是能量载体、磷酸供体，也是嘌呤能信号分子。为覆盖如此宽的浓度范围，需要具有不同亲和力的基因编码传感器。本研究针对 ATeam 系列 ATP 生物传感器 ATP 结合域中的两个关键精氨酸残基 R103 和 R115 进行定点突变，系统考察电荷中和（R-t...
乳酸是临床诊断和运动表现监测的关键生物标志物，传统血检侵入性强，难以实时动态监测。汗液作为非侵入性替代样本，乳酸浓度约为5–25 mM，可反映实时生理状态。本研究开发了一种基于荧光共振能量转移（FRET）的高灵敏适配体传感器，用于汗液中乳酸检测。该平台以适配体功能化核壳上转换纳米颗粒（APT-CS-UCNPs）为能量供体，以 Fe3...
脂质基纳米颗粒广泛用于药物和疫苗递送，尤其呼吸道疾病，但其理化不稳定，脂质水解或氧化降解会影响包封性能。为监测脂质基制剂随时间的稳定性，作者制备了丙烯丹标记牛血清白蛋白（albuminodan），并证明其可作为荧光生物传感器，同时检测磷脂及其水解产物脂肪酸和溶血磷脂。该探针利用牛血清白蛋白结合多种长链脂肪酸的能力以及丙烯丹的环境敏感...
D-2-羟基戊二酸（D-2HG）是三羧酸循环来源的致癌代谢物，其在乳腺癌中的作用尚不清楚。本研究采用基于DhdR的FRET生物传感器检测乳腺癌患者血清和组织中的D-2HG水平，并通过体外、体内实验及MeRIP-seq与RNA-seq联合分析探究其功能与机制。结果显示，D-2HG在三重阴性乳腺癌（TNBC）中显著富集，可促进TNBC细...
细胞外调节激酶（ERK）通过不同激活模式调控多种细胞功能。基因编码荧光探针是解析活细胞 ERK 活性动态的重要工具。本研究在已报道的 ERK 荧光共振能量转移（FRET）探针 EKAREN5 基础上，将 mTurquoise2 和 YPet 序列分别替换为 mTurquoise-GL 和 YPet 同义密码子变体，构建改良生物传感器...
雌激素受体（ER）包括 ERα 和 ERβ，通过同源或异源二聚体形成调控细胞生长与分化，但精确检测其二聚化仍具挑战。本研究开发并优化了基于荧光共振能量转移（FRET）的基因编码生物传感器，用于在活细胞中实时监测 ER 动态。通过结构分析、连接肽比较和最优荧光蛋白对筛选，作者构建了三种可检测细胞核内 ERαα、ERαβ 和 ERββ ...
细胞命运决定受复杂信号网络调控，细胞外信号调节激酶（ERK）是核心调控因子。然而 ERK 很少单独发挥作用，需要在单细胞水平同时研究多条信号通路。现有 ERK 等通路的荧光生物传感器存在明显光谱重叠，限制多路复用。为此，作者开发了两种新型红色 FRET ERK 生物传感器 REKAR67 和 REKAR76，工作于 670–720 ...
胰蛋白酶是结直肠癌、胃癌和胰腺癌等多种肿瘤中具有重要诊断价值的潜在生物标志物。为满足快速、低成本和实时检测需求，本研究设计并合成了一种近红外（NIR）敏感方酸染料—肽共轭物 SQ-3 PC，用于通过荧光 ON/OFF 方式灵敏、选择性地监测胰蛋白酶活性。研究还合成并表征了三种不对称方酸染料 SQ-1、SQ-2 和 SQ-3。吸收光谱...
Yamamoto 等报道了一项重要技术进展，利用基因编码的荧光共振能量转移（FRET）ATP 生物传感器，在完整活体肾脏组织中以单细胞分辨率检测细胞内三磷酸腺苷（ATP）水平，包括位于肾脏表面深层的肾小管和血管段。该工作显著推进了既往活体生物传感器研究，使研究者能够机制性地探讨细胞代谢改变、肾脏疾病病理生物学以及药物治疗对不同肾细胞...
细胞内温度是决定生化反应的基本参数。基因编码荧光温度指示剂（GETI）已用于可视化细胞内产热，但为在亚细胞水平捕捉温度变化的时间与位置，仍需提高温度敏感性和细胞器定位能力。本文开发新 GETI gMELT，由供体和受体亚基组成，分别融合青色荧光蛋白（CFP）和黄色荧光蛋白（YFP）作为 Förster 共振能量转移（FRET）对，并...
神经元活动伴随钾离子（K+）从胞内向胞外净流出。尽管胞外 K+ 变化已被充分描述，但由于缺乏相应探针，胞内动态研究较少。本研究表征了基于 FRET 的基因编码 K+ 生物传感器 lc-LysM GEPII 1.0 在体外原代培养神经元和活体小鼠皮层神经元中测量胞内 [K+] 变化的能力。结果显示，lc-LysM GEPII 1.0 ...
C-terminal Src kinase（CSK）是Src家族激酶（SFKs）的主要抑制性激酶，通过磷酸化其C端酪氨酸位点调控多种细胞活动。作为胞质蛋白，CSK需被招募至质膜以调控SFKs活性，但其活性调控机制和亚细胞定位仍不清楚。本研究开发了一种基于荧光共振能量转移（FRET）的基因编码生物传感器，用于在活细胞中可视化CSK活性...
生物传感技术通常可提供简便、灵敏且微创的分子分析物检测，但商业化有限，主要因不同分析物需重新配置传感器且高通量能力不足。固定不同生物探针常需定制表面化学以优化偶联、取向和封闭，并防止非特异性相互作用。本文报道一种溶液相生物传感器AptaShield，由工程化DNA适配体组成，可普遍结合荧光标记兔免疫球蛋白G（IgG）的抗原识别位点（...
牛结节性皮肤病（Lumpy Skin Disease, LSD）是由牛结节性皮肤病病毒（Lumpy Skin Disease virus, LSDV）引起的一种法定报告性病毒病，通常伴随生产力下降、不育和死亡等严重经济损失。由于 LSDV 与绵羊痘病毒（SPV）和山羊痘病毒（GPV）在遗传和抗原上具有相似性，传统诊断方法在灵敏度、特...
磷酸兰（PLB）是调节心肌肌浆网钙泵（SERCA）的跨膜微肽，但其物理机制仍不清楚。PLB 降低活性 SERCA 对 Ca2+ 的敏感性，提高泵循环所需 Ca2+ 浓度；但在无 ATP 时 PLB 并不降低 SERCA 的 Ca2+ 结合，提示其并非直接抑制 Ca2+ 亲和位点。传统解释认为 PLB 减慢与 Ca2+ 结合相关的酶循...
基于肽的液-液相分离区室（凝聚体）作为生物材料在生物传感和药物递送等领域受到关注。本研究证明，凝聚体可通过将生物传感器链与靶标链同时富集于凝聚体内部，提高局部浓度，从而为核酸生物传感器提供简单且生物相容的增强介质。作者采用成熟的多精氨酸（R9）-三磷酸腺苷（ATP）凝聚体体系，并结合基于能量转移的 DNA 分子信标，观察到三项关键改...