Extracellular Ca
细胞外生物分子梯度在组织发育、再生以及健康与疾病过程中日益受到重视，而细胞外钙离子浓度动态却很少被研究。本文报道了一种基于 Twitch-2B 荧光蛋白融合纤维素结合肽和胶原结合肽的低亲和力钙离子生物传感器。这些重组嵌合蛋白可结合纤维素和胶原支架，从而在活体三维组织模型中实现细胞邻近区域细胞外钙离子的支架基传感。研究发现，Twitc...
Shear stress activates mitochondrial oxidative phosphorylation by reducing plasma membrane cholesterol in vascular endothelial cells.
血管内皮细胞（ECs）能感知血流剪切应力，但其机械转导机制仍不清楚。作者此前证明线粒体在剪切应力嘌呤能信号中起直接作用：剪切增加线粒体三磷酸腺苷（ATP）产生，触发 ATP 释放和钙信号。本研究显示，剪切应力可快速降低质膜胆固醇，从而激活线粒体 ATP 产生。利用 domain 4（D4）突变体胆固醇生物传感器成像发现，培养内皮细胞...
Screening and Cellular Characterization of Genetically Encoded Voltage Indicators Based on Near-Infrared Fluorescent Proteins.
作者开发了一类基于细菌光敏色素衍生近红外荧光蛋白的遗传编码电压指示剂。这些新指示剂采用跨膜电压传感域，经 640 nm 光激发，并在 670 nm 检测发射，从而可在近红外组织透明窗口成像。其光谱特性允许与蓝绿光光遗传执行器同时激活，也可与绿色钙指示剂配对实现电压-钙同步成像。经迭代优化得到名为 nirButterfly 的荧光探针...
Rhodopsin-mediated light-off-induced protein kinase A activation in mouse rod photoreceptor cells.
视网膜中光诱导的突触外多巴胺释放可降低视杆细胞内环磷酸腺苷（cAMP）水平，并介导光依赖性脱敏，但视杆细胞 cAMP 动态的精细时间过程因技术困难而难以解析。本研究利用表达 FRET 型蛋白激酶 A（PKA）活性生物传感器 AKAR3EV 的 PKAchu 小鼠，通过双光子活体成像观察离体视网膜中 PKA 的时空调控。除已知的开光诱...
Spatiotemporal ATP Dynamics during AKI Predict Renal Prognosis.
背景：肾小管细胞 ATP 耗竭在肾脏疾病发病机制中起核心作用，但体内 ATP 时空分布与动态难以可视化。方法：作者利用全身表达 FRET 型 ATP 生物传感器 GO-ATeam（由 ATP 合酶 ε 亚基与两种荧光蛋白组成）的 GO-ATeam2 小鼠，通过双光子显微镜在单细胞分辨率下观察热缺血再灌注和冷缺血再灌注过程中的 ATP...
Defining the ATPome reveals cross-optimization of metabolic pathways.
能量代谢紊乱是细胞功能障碍和多种疾病的重要驱动因素，但增加或维持细胞内三磷酸腺苷（ATP）水平的方法仍缺乏。为绘制调控细胞ATP的基因与通路全景图谱——ATPome，作者将全基因组CRISPR干扰/激活筛选与ATP生物传感器相结合，在呼吸、糖酵解和基础三种代谢条件下系统鉴定ATP调控基因。结果显示，ATP水平可通过促进能量生成或抑制...
A Pterin-FAM-TAMRA Tri-color Fluorescence Biosensor to Detect the Level of KRAS Point Mutation.
监测 KRAS 点突变水平（KRAS 点突变 DNA 浓度占总 DNA 浓度的比例）随临床治疗进程的变化，可指导并显著改善癌症患者的个体化治疗与疗效评估。本研究基于荧光共振能量转移（FRET）荧光猝灭和脱嘧啶位点（AP 位点）诱导的鸟嘌呤/蝶啶特异性结合，构建了一种蝶啶-FAM-TAMRA 三色荧光传感系统，用于一步评估 KRAS ...
Dynamic analysis of 4E-BP1 phosphorylation in neurons with Tsc2 or Depdc5 knockout.
TSC1或TSC2突变导致结节性硬化症（TSC），引起mTOR过度激活，表现为S6和4E-BP1过度磷酸化。氨基酸水平调节非神经细胞mTOR依赖的S6和4E-BP1磷酸化，但在神经元中研究不足。本研究在Tsc2和Depdc5 CRISPR编辑的Neuro2a（N2a）细胞及分化神经元中，分析氨基酸水平对mTOR信号和S6、4E-BP...
Distinct effects on cAMP signaling of carbamazepine and its structural derivatives do not correlate with their clinical efficacy in epilepsy.
抗癫痫钠通道阻滞剂卡马西平（carbamazepine, CBZ）长期以来被认为可减弱cAMP信号，而cAMP信号参与癫痫发生和发作。然而，上市结构衍生物奥卡西平（oxcarbazepine, OXC）、艾司奥卡西平醋酸酯（eslicarbazepine acetate, ESL）及其主要代谢物利卡西平（licarbazepine,...
Expanding the Toolkit of Fluorescent Biosensors for Studying Mitogen Activated Protein Kinases in Plants.
丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）是植物多种生物学过程的关键调控因子。为深入理解这些激酶的作用机制，需要在不同生物学背景下对 MAPK 激活动力学进行高分辨率测量。基于荧光的基因编码生物传感器可在活组织中实时读出激酶激活的时空动态，是研究 MAPK 功能的重要工具。尽管荧光生物传感器已广泛用于动物细胞 MAPK 动力学研究，但植物中目前...
Modulation of oligonucleotide-binding dynamics on WS
寡核苷酸在二维纳米片上的非共价吸附与解吸被广泛用于设计快速光学纳米生物传感器，精确控制纳米片界面与寡核苷酸之间的弱相互作用对获得高传感性能至关重要。本文在水溶液中采用四种不同葡聚糖聚合物对超薄二硫化钨（WS2）纳米片界面进行工程化，以调控DNA探针的吸附动力学和热力学。经羧甲基葡聚糖（CM-dex-WS2）或三甲基铵修饰葡聚糖（TM...
A ratiometric fluorescent biosensor for the sensitive determination of α-glucosidase activity and acarbose based on N-doped carbon dots.
本研究基于氮掺杂碳点（N-CDs）构建了一种用于α-葡萄糖苷酶（α-glu）及其抑制剂阿卡波糖（acarbose）检测的比率荧光传感平台。α-glu可催化α-熊果苷（α-arbutin）水解释放对苯二酚（HQ），生成的HQ在碱性条件下被氧化并与聚乙烯亚胺（PEI）共聚，形成具有510 nm黄绿色荧光的PHQ-PEI共聚物。PHQ-P...
Structure-Guided Engineering of the Homodimeric Mango-IV Fluorescence Turn-on Aptamer Yields an RNA FRET Pair.
荧光RNA适配体可用作细胞内生物传感器报告模块和转录本追踪标签。此前通过SELEX与微流控荧光分选获得三种能激活TO1-Biotin荧光的Mango适配体：Mango-II、Mango-III和Mango-IV，其中Mango-IV在固定和活哺乳动物细胞中成像RNA效果最佳。为阐明其细胞活性机制，作者测定了Mango-IV与TO1-...
Photostable and Proteolysis-Resistant Förster Resonance Energy Transfer-Based Calcium Biosensor.
蛋白质工程分子传感器为敏感结合和检测靶标提供了新方法，并可集成到植入式探针中获取生理信息。本文报道一种基于 Förster 共振能量转移（FRET）的钙离子传感器，与光纤集成形成可测量游离 Ca2+ 的膜封装光纤（MEOF）器件。该器件由填充聚四氟乙烯（PTFE）的传感器矩阵组成，其中包含工程化肌钙蛋白 C（TnC）融合的一对 FR...
FMNL2 regulates dynamics of fascin in filopodia.
板状伪足是富含F-肌动蛋白的细胞周边结构，可感知微环境。Fascin是F-肌动蛋白束化蛋白，对稳定伪足、支持黏附与迁移至关重要，并在多种人类癌症中上调，与侵袭行为和差预后相关。既往研究表明Fascin磷酸化可调控F-肌动蛋白束化及亚细胞定位，但其在伪足内动态变化的调控因素仍不清楚。本研究利用活细胞成像技术和一种Fascin构象生物传...
Ultrasensitive Fluorescent miRNA Biosensor Based on a "Sandwich" Oligonucleotide Hybridization and Fluorescence Resonance Energy Transfer Process Using an Ln(III)-MOF and Ag Nanoparticles for Early Cancer Diagnosis: Application of Central Composite Design.
本文报道了一种基于寡核苷酸“三明治”杂交和荧光共振能量转移（FRET）策略的新型荧光生物传感器，用于快速、高灵敏、高选择性地检测癌症生物标志物miRNA-155的表达水平。该传感器以改性La(III)金属有机框架（La(III)-MOF）和银纳米颗粒（Ag NPs）作为FRET供体–受体对，通过荧光猝灭实现信号转换。La(III)-...
Quantitative real-time imaging of intracellular FRET biosensor dynamics using rapid multi-beam confocal FLIM.
荧光寿命成像（FLIM）是一种定量且与荧光强度无关的显微方法，可用于测量细胞生物学中多种生物化学和物理性质，尤其适合通过 Förster 共振能量转移（FRET）量化细胞内蛋白-蛋白相互作用。然而，时间域 FLIM-FRET 测量动态相互作用具有挑战性，因为需要从活细胞荧光团常见的复杂衰减动力学中获得可靠参数，且要求良好的光子统计。...
Calcium ion assisted fluorescence determination of microRNA-167 using carbon dots-labeled probe DNA and polydopamine-coated Fe
本文报道了一种基于荧光共振能量转移（FRET）策略的选择性、高灵敏荧光生物传感器，用于检测 microRNA-167。该体系由碳点（CDs）标记的探针 DNA（pDNA）作为荧光供体，聚多巴胺（PDA）包覆的四氧化三铁纳米粒子（Fe3O4@PDA NPs）作为荧光受体。由于 pDNA 与 PDA 之间的强 π 相互作用，CDs-pD...
Switch-conversional ratiometric fluorescence biosensor for miRNA detection.
微小RNA（miRNA）在基因表达和细胞功能调控中发挥关键作用，其可靠检测对临床诊断与治疗具有重要意义。本文设计了一种结构可转换的单链DNA开关，并构建了新型开关转换型比值荧光生物传感器（SCRF biosensor），用于高灵敏度miRNA检测。该DNA开关具有茎环结构，并在特定位点修饰两个荧光基团Cy3和Cy5以及一个淬灭剂。通...
Lab in a Tube: Point-of-Care Detection of
病原菌快速检测对公共卫生和现场应急具有重要意义。本文首次报道了一种用于单步检测大肠杆菌O157:H7的‘管中实验室’生物传感器。该平台基于Förster共振能量转移（FRET）机制，以牛血清白蛋白-金纳米簇（BSA-AuNCs）为荧光供体/信号报告物，以抗大肠杆菌抗体修饰的金纳米粒子（Ab-AuNPs）为猝灭受体。传感器由聚丙烯微管...