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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大學（TUK）和薩爾大學的研究小組已經開發出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，并監測了H的變化。2O2由不斷變化的環境條件（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。“我的研究小組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。“這個系統是模塊化的，就像一套樂高積木，”Schroda解釋說。“通過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。