细胞生物学
代谢稳态的研究主要集中于组织和有机体水平，并已鉴定出诸如能量电荷感应激酶 AMPK 等分子调控机制。涉及 AMPK 及其他调节因子的反馈回路协调细胞 ATP 的生成与消耗，从而决定能量平衡。近期研究显示，AMPK 活性存在出人意料的振荡动力学，揭示了单细胞稳态行为中尚未明确的动力学调制机制。然而，探究细胞内反馈的动力学机制需要同时观察多个能量学参数，而大多数代谢生物传感器占用相同波长带，这使此类实验难以开展。
我们通过构建一种红移的基于 FRET 的 AMPK 活性生物传感器 RAMPKAR2，克服了这一障碍；其性能可与现有基于 FRET 的 AMPK 活性生物传感器相媲美。将 RAMPKAR2 与检测 ATP/ADP 比值的 PercevalHR 进行多重成像，证实了在单细胞水平上，AMPK 活性与 ATP/ADP 比值的动力学紧密耦联，滞后时间小于 6 分钟。
将 RAMPKAR 与检测糖酵解中间产物果糖-1,6-二磷酸（FBP）的 HYlight 配对使用，揭示了糖酵解活性与 AMPK 发生协同振荡，二者相位偏移约 1.5 小时，且这种振荡会受到持续性 AMPK 活性的抑制。综上，这些数据推动了这样一种模型：在时间上错开的糖酵解 ATP 供给增加与 AMPK 去活化共同促成单细胞振荡。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.05.13.723899v1?rss=1
🏷️ AMPK FRET生物传感器 单细胞成像 能量代谢稳态 多重荧光成像 振荡动力学