东京工业大学的科学家们基于大肠杆菌中的蛋白质开发出一种荧光蛋白质传感器，能够以非常高的灵敏度提供氧气水平动态变化的实时信息。由于氧气水平是细胞功能的主要决定因素，这种传感器背后的想法可能会彻底改变我们检测重要细胞变化的能力，例如肿瘤和中风和心脏病发作。

氧气是生物化学过程中的主要参与者，可以使地球上的生命成为可能。快速，准确地测量活细胞内的氧含量可能在生物学的几个领域中有用，包括生理学，医学和生物工程。例如，癌细胞中的氧水平可以影响它们对抗癌疗法的反应，而中风或心脏病发作后组织中的氧水平可以影响治疗和恢复。最近发表在“ 科学报告 ”杂志上的一篇文章东京工业大学的研究人员Jiro Nomata和Toru Hisabori报告了一种新型氧传感器的开发，该传感器可以让科学家发现细胞氧含量的变化。“先前开发的测量氧气水平的方法的局限性使得难以分析活细胞中的氧气水平，”Hisabori教授指出，“因此我们的目标是通过开发一种能够提供动态实时信息的基因编码传感器来克服这些限制。活细胞中氧含量的变化。“

研究人员使用了一种名为直接氧传感器蛋白的蛋白质，即DosP，来自细菌大肠杆菌，它能够根据细胞内的氧含量结合或释放氧气。在评估所得产物在不同氧水平下的荧光强度之前，分离可结合氧的蛋白质部分并与荧光蛋白连接。研究人员发现，他们的新型蛋白质荧光，名为ANA传感器(厌氧/好氧感应荧光蛋白)，在氧气存在下增加，在没有氧气的情况下减少，从而成功追踪氧气含量的动态变化。进一步的开发使他们能够微调蛋白质，以便更准确地量化氧气水平。通过使用ANA传感器，可以监测光合微生物(蓝细菌)的光合作用氧产生。值得注意的是，与先前的氧气检测方法相比，氧气水平的变化通过ANA传感器荧光的变化以非常高的灵敏度反映出来。

然而，这项研究最重要的方面可能是将这种方法应用于其他蛋白质传感器探针的开发，以在分子水平上检测许多细胞变化。“几乎所有目前的传感器蛋白质探针都基于构象变化，”Nomata博士指出。“相比之下，本研究中使用的荧光猝灭机制扩大了开发新型蛋白质传感器探针的可能性。”