H 2 O 2 傳感器（綠色）位于由大葉綠體（品紅色）填充的衣藻細胞的 6 個隔室中。學分：AG Schroda

過氧化氫（H2O2）通常被稱為漂白和消毒劑。然而，它也在活細胞中不斷產生。通常作為生物過程的副產品，有時是故意的，例如殺死病原體。也有人認為H2O2作為信號分子起著重要作用。為了研究這種生物學功能，來自凱澤斯勞滕工業(yè)大學（TUK）和薩爾大學的研究小組已經開發(fā)出H2O2-用于植物細胞的靈敏傳感器。傳感器揭示了細胞中產生過氧化氫的位置以及信號通路的運行方式。這項工作已發(fā)表在期刊《植物細胞》上。

擔任TUK分子生物技術與系統生物學主席的Michael Schroda教授解釋說：“我們已經開發(fā)出一種超敏H2O2單細胞綠藻萊茵衣藻的傳感器。它基于綠色熒光蛋白的一種變體，稱為roGFP2，與過氧化物酶偶聯。訣竅是過氧化物酶被過氧化氫非常有效地氧化，隨后氧化roGFP2，導致其熒光特性略有變化。這允許讀出 H 的變化2O2活細胞中的濃度。我們成功地將傳感器引入六個不同的細胞室，并監(jiān)測了H的變化。2O2由不斷變化的環(huán)境條件（如光或熱應激）實時引起的濃度。我們可以證明葉綠體產生H2O2在強光照射下。這會擴散到鄰近的細胞質中，但不會進一步擴散到細胞核中，因為它被有效地降解了。

發(fā)表在《植物細胞》雜志上的研究文章是科學團隊努力的結果：Michael Schroda的研究小組與薩爾大學的Bruce Morgan教授和TUK植物病理學系的David Scheuring博士合作。“布魯斯·摩根（Bruce Morgan）將他對酵母中建立的傳感器蛋白的知識帶到了項目中;David Scheuring幫助我們可視化了H的生產和分布2O2使用先進的顯微鏡技術在藻類細胞中，“Schroda說�！拔业难芯啃〗M使用基因工程方法為將傳感器引入藻類細胞的特定隔室鋪平了道路，并跟蹤不斷變化的環(huán)境條件的影響。

成功驗證的傳感器系統是合成生物學的產物，由研究人員為研究人員開發(fā)。“這個系統是模塊化的，就像一套樂高積木，”Schroda解釋說�！巴ㄟ^將基因分解成小的功能單元并添加定義的連接器，我們可以以我們想要的任何組合組裝這些單元，并立即為我們的研究目的構建遺傳電路。標準化組件的原理在工程科學中早已為人所知，從而確保了生物學的科學進步。