一種新型生物感測器，可以即時檢測DNA損傷

　　來自韓國的科學家開發了一種新的生物感測器，它使用螢光共振能量轉移(FRET)即時檢測活體標本中的DNA雙股斷裂。 這種生物感測器有可能透過幫助醫生了解細胞對治療的反應，促進新的DNA修復藥物的

發現，從而徹底改變癌症治療。 它還可以透過揭示我們的身體如何修復受損的DNA來幫助開發與DNA損傷相關的疾病的新療法。生物感測器由螢光蛋白組成，當dsb發生時，螢光蛋白的強度會發生變化，使科學家能夠檢測活細胞中的DNA損傷，並評估細胞對放射治療和其他DNA損傷因素的反應雙股斷裂(dsb)是一種DNA損傷，其中兩條

DNA鏈在同一位置斷裂。 它們會對細胞生長和功能產生不利影響。 目前，dsb是透過免疫染色技術檢測的，該技術可以識別伴隨DNA損傷的標記，如蛋白質γH2AX。 

然而，這些方法繁瑣，不能用於即時檢測活體標本中的dsb。

在2023年發表在《生物材料研究》上的一項研究中，研究人員描述了一種螢光共振能量轉移(FRET)生物感測器，可以即時檢測dsb，並提供關於yH2AX的時間和位置資訊。 「我們設計的生物感測器可能在癌症

治療和藥物發現等領域有用，」來自韓國釜山國立大學的副教授Tae-Jin Kim說，他領導了這項研究。

FRET感測器由兩個螢光蛋白或染料組成——一個是供體，一個是受體——用來研究生物分子之間的相互作用。 能量轉移，因此，發射光的數量(FRET訊號)取決於兩種染料之間的距離和方向。

研究人員將螢光染料與參與細胞對DNA損傷反應的蛋白質連接，即H2AX底物和BRCT1結構域。 H2AX底物是H2AX蛋白結合並被磷酸化(形成γH2AX)的目標。 另一方面，BRCT1結構域是修復蛋白(包括γH2AX)累積

的一個位點。 因此，當DSB發生時，γH2AX被吸引到BRCT1結構域，導致螢光蛋白的構象變化，進而引起FRET訊號的變化。

然後，研究人員將編碼FRET感測器的質粒(DNA，在這裡，包含在細胞內製造FRET感測器的指令)引入人類胚胎腎細胞(HEK293T)細胞，證實了感測器的有效性。 與傳統的免疫染色技術相比，這種生物感測器

對γH2AX的反應更敏感，使其在檢測藥物和輻射誘導的dsb時更有效。

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Kim副教授總結說:「此外，由於FRET訊號的變化提供了DNA損傷程度的有用指示，該感測器還可用於檢測DNA損傷和修復機制，優化癌症治療，發現和評估DNA修復藥物，並識別環境中的 DNA損傷因素。”