Metal-Dependent DNAzymes for the Quantitative Detection of Metal Ions in Living Cells: Recent Progress, Current Challenges, and Latest Results on FRET Ratiometric Sensors

脱氧核酶 费斯特共振能量转移 化学 纳米技术 水溶液中的金属离子 生物传感器 金属 荧光 DNA 材料科学 生物化学 物理 有机化学 量子力学
作者
Kevin Hwang,Quanbing Mou,Ryan J. Lake,Mengyi Xiong,Brandalynn Holland,Yi Lu
出处
期刊:Inorganic Chemistry [American Chemical Society]
卷期号:58 (20): 13696-13708 被引量:68
标识
DOI:10.1021/acs.inorgchem.9b01280
摘要

Many different metal ions are involved in various biological functions including metallomics and trafficking, and yet there are currently effective sensors for only a few metal ions, despite the first report of metal sensors for calcium more than 40 years ago. To expand upon the number of metal ions that can be probed in biological systems, we and other laboratories employ the in vitro selection method to obtain metal-specific DNAzymes with high specificity for a metal ion and then convert these DNAzymes into fluorescent sensors for these metal ions using a catalytic beacon approach. In this Forum Article, we summarize recent progress made in developing these DNAzyme sensors to probe metal ions in living cells and in vivo, including several challenges that we were able to overcome for this application, such as DNAzyme delivery, spatiotemporal control, and signal amplification. Furthermore, we have identified a key remaining challenge for the quantitative detection of metal ions in living cells and present a new design and the results of a Förster resonance energy transfer (FRET)-based DNAzyme sensor for the ratiometric quantification of Zn2+ in HeLa cells. By converting existing DNAzyme sensors into a ratiometric readout without compromising the fundamental catalytic function of the DNAzymes, this FRET-based ratiometric DNAzyme design can readily be applied to other DNAzyme sensors as a major advance in the field to develop much more quantitative metal-ion probes for biological systems.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
碧蓝丹烟发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
Lignin应助11122采纳,获得10
3秒前
情怀应助龚幻梦采纳,获得10
3秒前
董push发布了新的文献求助10
3秒前
香蕉觅云应助lfl采纳,获得10
4秒前
乐正广山发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
kirido发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
救驾来迟完成签到,获得积分10
8秒前
@斤斤计较发布了新的文献求助10
10秒前
liyan关注了科研通微信公众号
10秒前
科研通AI2S应助乐正广山采纳,获得10
10秒前
12秒前
luhanqi发布了新的文献求助10
12秒前
15秒前
领导范儿应助蓝白胖次哇采纳,获得10
16秒前
16秒前
龚幻梦发布了新的文献求助10
16秒前
18秒前
HPP123发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
哈h完成签到,获得积分20
21秒前
小二郎应助祯果粒采纳,获得10
22秒前
霸气的小叮当完成签到,获得积分10
23秒前
liyan发布了新的文献求助30
23秒前
雏菊发布了新的文献求助10
23秒前
林相睿完成签到,获得积分10
23秒前
Dravia发布了新的文献求助10
24秒前
24秒前
崽崽一号完成签到,获得积分10
26秒前
29秒前
Boren完成签到,获得积分10
33秒前
34秒前
34秒前
齐天大圣完成签到,获得积分10
37秒前
44秒前
luhanqi完成签到,获得积分10
45秒前
46秒前
高分求助中
The Mother of All Tableaux Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 1370
Encyclopedia of Mathematical Physics 2nd Edition 1000
生物降解型栓塞微球市场(按产品类型、应用和最终用户)- 2030 年全球预测 1000
Implantable Technologies 500
Ecological and Human Health Impacts of Contaminated Food and Environments 400
Theories of Human Development 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 360
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 计算机科学 内科学 纳米技术 复合材料 化学工程 遗传学 催化作用 物理化学 基因 冶金 量子力学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3924058
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3468855
关于积分的说明 10953937
捐赠科研通 3198160
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1766969
邀请新用户注册赠送积分活动 856612
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 795529