细胞功能受复杂信号网络的精密调控，研究这些信号分子的定位、动态分布及相互作用，对于解析信号通路并深入理解细胞命运具有重要意义。荧光蛋白的发现为细胞生物学研究带来了革命性进展。通过将荧光蛋白与目标蛋白融合，构建荧光生物探针，研究者能够在活细胞和生物体内实现细胞事件的实时监测。荧光蛋白本身具有独特的理化性质，包括光谱范围、发色团成熟速度、pH敏感性及稳定性等。基于荧光蛋白理化性质的不同，研究者能够设计出多种荧光生物探针，从而满足不同的实验需求。

    2025年5月9日，中国科学院遗传与发育生物学研究所田烨研究组在《遗传》杂志上发表了题为“基于荧光蛋白的生物探针设计策略及其应用”的综述文章，系统总结了多种荧光生物探针的设计策略。包括：（1）利用单一荧光蛋白的空间信息构建荧光探针；（2）利用荧光时钟设计探针；（3）利用pH敏感荧光蛋白设计探针；（4）利用循环重排荧光蛋白设计探针；（5）利用双分子荧光互补原理设计探针；（6）利用二聚化依赖的荧光蛋白设计探针；（7）利用荧光共振能量转移原理设计荧光探针；（8）利用光激活、光转换和光开关荧光蛋白设计探针的策略，并介绍了各种设计策略经典的应用场景。为进一步开发新型探针以应对复杂生物学问题提供参考。

    中国科学院遗传与发育生物学研究所田烨研究员为文章通讯作者，中国科学院遗传与发育生物学研究所已毕业博士生张宁为文章第一作者。感谢中国科学院遗传与发育生物学研究所何康敏研究员在文章内容上的建议和帮助。课题组相关研究得到了国家自然科学基金项目的资助（编号：32225025, 32430025, 32321004）。

图1  利用单一荧光蛋白的空间信息构建的生物探针示例

图2  利用荧光时钟、pH敏感荧光蛋白、循环重排荧光蛋白和双分子荧光互补设计生物探针的示意图

图3  利用二聚化荧光蛋白、荧光共振能量转移、光激活、光转换、光开关荧光蛋白设计生物探针的示意图

全文链接：http://www.chinagene.cn/CN/10.16288/j.yczz.25-022