(p)ppGpp mediates persister formation in
细菌持久性导致抗生素治疗失败和感染复发，但促进持久细胞形成的代谢线索仍不清楚。本研究检测大肠杆菌从葡萄糖转换至不同碳源后的持久性。与转换至丙酮酸、苹果酸、琥珀酸和延胡索酸等糖异生碳源相比，葡萄糖到脂肪酸转换诱导异常高的持久水平，24 h后分别耐受氨苄西林56%、羧苄西林22%和庆大霉素1%。利用RNA生物传感器和HPLC发现，葡萄糖...
Enhancing the performance of an in vitro RNA biosensor through iterative design of experiments.
随着mRNA疫苗和疗法兴起，RNA质量控制日益关键，但LC–MS等传统方法依赖专业设备和人员，难以高通量应用。本文采用实验设计（DoE）优化一种已表征的RNA完整性生物传感器，该传感器提供简单比色输出。通过多轮确定性筛选设计（DSD）与实验验证，系统探索检测条件以提升性能。优化使动态范围提高4.1倍，RNA浓度需求降低三分之一，显著...
CUTS RNA Biosensor for the Real-Time Detection of TDP-43 Loss-of-Function.
TDP-43 功能障碍与多种神经退行性疾病相关，亟需实时定量其功能缺失（LOF）的工具。本文开发 CUTS（CFTR-UNC13A TDP-43 Loss-of-Function）系统，将 TDP-43 调控的隐蔽外显子与报告基因偶联，通过活细胞显微镜及 RNA/蛋白检测追踪 TDP-43 LOF。CUTS 可检测 TDP-43 错...
Real-Time Assessment of Intracellular Metabolites in Single Cells through RNA-Based Sensors.
特定细胞代谢物浓度的定量可反映生理与病理状态下代谢通路的实际利用情况，也是代谢工程中筛选细胞工厂的重要读出指标。然而，目前尚缺乏可直接在单细胞水平实时评估胞内代谢物水平的方法。近年来，天然细菌 RNA 核糖开关的模块化结构启发了遗传编码合成 RNA 器件的设计，这类 RNA 生物传感器可将胞内代谢物浓度转化为定量荧光信号。其通常由代...
Toehold switch based biosensors for sensing the highly trafficked rosewood
核酸传感是病原检测、单细胞转录组分析等领域的重要方向，但传统 PCR、测序及其衍生方法在速度、成本、复杂性和特异性方面存在局限。趾突开关（toehold switch）是一类 RNA 传感装置，其合成传感 mRNA 含有被发夹结构遮蔽的核糖体结合位点（RBS）和起始密码子；当目标触发 RNA 与传感序列互补配对时，发夹结构打开，暴露...
Reprogrammed tracrRNAs enable repurposing of RNAs as crRNAs and sequence-specific RNA biosensors.
在II型CRISPR系统中，向导RNA（gRNA）由CRISPR RNA（crRNA）和反式作用CRISPR RNA（tracrRNA）组成，二者对Cas9引导的DNA靶向均不可或缺。尽管不同II型CRISPR系统的tracrRNA序列和结构多样，但Cas9中crRNA-tracrRNA杂交的可编程性尚未完全阐明。本文系统揭示了链球...
A synthetic RNA-based biosensor for fructose-1,6-bisphosphate that reports glycolytic flux.
基于RNA的胞内代谢物传感器是应对代谢异质性的有前景工具，但将体外筛选适配体转化为体内功能性传感器仍具挑战。本文针对糖酵解通量信号代谢物果糖-1,6-二磷酸（FBP），通过SELEX筛选获得FBP结合RNA适配体C45，并将其与锤头核酶（HHRz）执行域融合，构建多种RNA装置库。利用酿酒酵母中FACS高通量分选、下一代测序以及遗传...
TDP-43 Regulates Coupled Dendritic mRNA Transport-Translation Processes in Co-operation with FMRP and Staufen1.
树突信使核糖核蛋白（mRNP）颗粒的精确运输与局部翻译对突触可塑性和神经元发育至关重要，其失调与多种神经疾病相关。本研究结合活细胞成像、分子信标荧光原位杂交、CRISPR/Cas9 编辑及 RNA 生物传感器，解析 TDP-43 如何与 FMRP 和 Staufen1 协同调控小鼠神经元树突中 Rac1 mRNA 颗粒的顺向与逆向运...
A Fluorogenic RNA-Based Sensor Activated by Metabolite-Induced RNA Dimerization.
Corn是一种荧光RNA适配体，可形成高亲和力准对称同源二聚体；其二聚体界面结合DFHO后产生高度光稳定的黄色荧光。由于光漂白会限制RNA小分子生物传感器的定量准确性，Corn的光稳定性使其适用于此类传感器。本文提出将组成型Corn二聚体转化为小分子调控荧光生物传感器的策略，用于在体外和活细胞中检测S-腺苷甲硫氨酸（SAM）。作者将...
Evaluating riboswitch optimality.
核糖开关是一类能够识别多种化学与生物分子输入，并通过RNA构象变化将该识别过程转导为遗传、荧光及其他工程化输出的RNA元件。它们在细胞生物学中广泛存在，并在遗传调控与生物传感中具有应用前景。本文针对在热力学平衡附近工作的ON型和OFF型核糖开关，推导了一个限制其激活比（即活性状态与失活状态RNA比例）的简单表达式：1+[I]/Kd_...
Detection of the First Round of Translation: The TRICK Assay.
定量荧光显微技术常用于回答基础生物学问题。单分子RNA成像方法使研究者能够在活细胞中直接观察mRNA生命周期的初始步骤，但调控mRNA翻译的动态机制仍不清楚。作者开发了一种RNA生物传感器，可在活细胞中以时空分辨方式评估单个mRNA转录本的翻译状态。TRICK（translating RNA imaging by coat prot...
Engineering and In Vivo Applications of Riboswitches.
核糖开关是主要存在于细菌中的基因调控单元，能够响应小分子配体并改变基因表达。这类结构化 RNA 由适配体结构域和表达平台组成：前者高特异性、高亲和力结合目标配体，后者将配体结合事件转导为基因表达输出。近年来，研究者通过理性突变、结构引导设计、筛选与计算建模等方法，开发了可识别新型小分子诱导物的适配体结构域，并优化了表达平台，使其能与...
TRICK: A Single-Molecule Method for Imaging the First Round of Translation in Living Cells and Animals.
信使核糖核酸（mRNA）在细胞内的生命周期具有高度动态性。单分子荧光显微成像技术的发展使研究者能够在活细胞中直接观察 RNA 的代谢过程，而活细胞多色 RNA 成像的进步进一步提高了对 RNA 代谢细节的解析能力。本章概述了翻译 RNA 成像衣壳蛋白敲除（TRICK）RNA 生物传感器的设计与实施方法。TRICK 利用核糖体在首轮翻...
RNA-Based Fluorescent Biosensors for Live Cell Imaging of Second Messenger Cyclic di-AMP.
环二腺苷酸（cdiA）是一种预测广泛存在于革兰氏阳性菌、部分革兰氏阴性菌和古菌中的第二信使。在人类病原体单核细胞增生李斯特菌中，cdiA 是调控代谢功能和细胞壁稳态的关键分子，其水平降低会增加抗生素敏感性。作者通过将 Spinach2 适配体与 cdiA 核糖开关的配体结合域融合，构建了 cdiA 荧光生物传感器。该传感器用于在活的...
Translation. An RNA biosensor for imaging the first round of translation from single cells to living animals.
活细胞单分子分析为基本生物学过程动力学提供了定量见解，但信使RNA（mRNA）翻译的动态过程仍未得到充分解析。作者开发了一种基于荧光显微镜的RNA生物传感器技术，用于报告单个mRNA分子的首轮翻译事件。该技术利用正交噬菌体PP7和MS2茎环分别标记报告转录本的编码区和3′非翻译区，并分别结合带核定位序列的PP7衣壳蛋白-GFP（NL...