基因编码的荧光蛋白可以与金属结合蛋白或多肽相结合进而用于检测金属离子。然而目前这类传感器只能对有限种类的金属离子（如Ca²⁺和Zn²⁺）进行检测，其原因在于缺乏可用的金属结合蛋白和多肽以及难以将金属离子的结合转化成为荧光信号的变化。湖南大学张晓兵教授和伊利诺伊大学香槟分校陆艺教授合作报道了一种利用对Mg²⁺特异性的10-23和对Zn²⁺特异性8-17 RNA裂解DNA酶来调节荧光蛋白的表达，并将其作为一类新型的金属离子比率荧光传感器。实验证明了DNA酶可以通过裂解绿色荧光蛋白变体Clover2的mRNA来抑制Clover2的表达，而红色荧光蛋白的突变体Ruby2的表达则没有受到影响。因此可以通过荧光共聚焦成像和流式细胞实验来对Hela细胞中的Mg²⁺和Zn²⁺进行检测分析。由此说明，各种对金属特异性的DNA酶，包括Mg²⁺、 Na⁺、Cu²⁺、Zn²⁺ 、Pb²⁺、 Hg²⁺、 Ag⁺和 UO₂²⁺等都可以被应用于对金属离子进行成像,从而显著扩展基因编码的荧光蛋白传感器的检测范围。

Mengyi Xiong, Zhenglin Yang, Xiao-Bing Zhang, Yi Lu. et al. DNAzyme-Mediated Genetically Encoded Sensors for Ratiometric Imaging of Metal Ions in Living Cells. Angewandte Chemie International Edition. 2019

DOI: 10.1002/anie.201912514

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201912514