2021年，Janelia小组的负责人报告说，他们已经开发出一种方法，可以将Schreiter的工程蛋白生物传感器与Lavis的明亮荧光Janelia Fluor染料结合起来。

这些传感器可以跟踪不同的生理信号，并在远红光下明亮地照亮它们，理论上，这将使科学家能够在活体动物身上进行成像，同时跟踪多种生理信号——这是现有传感器难以做到的生物成像的两个方面。远红光比其他波长的光能更深入地穿透组织，它给科学家提供了一种额外的颜色，可以在生物成像中使用的典型色调(如绿色和红色)之外使用。

幸运的是，海伦·法兰特(Helen farrant)刚刚来到珍妮亚，在施赖特的实验室做博士后，她接受了重新开发蛋白质生物传感器以实现其初衷的挑战。

法兰特斯从零开始，创造了一种新的方法，使工程蛋白生物传感器和JF染料协同工作，使团队能够实现测量活体动物生理信号的目标。他们的第一个原理验证传感器，被称为WHaloCaMP，可以检测活果蝇、斑马鱼和老鼠体内的钙信号——细胞通信的关键部分。

这项新技术还可以用来制造一大堆传感器来追踪其他感兴趣的信号。能够在活体动物身上看到这些生理信号可以让生物学家深入了解细胞、组织和器官是如何协同工作来执行重要功能的。

施雷特说:“海伦从零开始，从头开始，重建了将染料和蛋白质生物传感器结合起来的整个策略。”WHaloCaMP是第一次演示，但不会是最后一次。制造荧光生物传感器来成像生理，特别是远红光，这将是该领域的一种新的总体策略。”

开辟新路

法兰特斯和他的团队要克服的主要障碍是找到一种不同的方法，使蛋白质生物传感器和JF染料协同工作。

该团队制造的第一个传感器依赖于改变其形状成为荧光的染料。然而，这些染料不能进入动物组织——当研究小组试图在活体动物身上使用这种传感器，却无法检测到任何信号时，这个问题变得很明显。

在尝试了一年多的不同策略后，法兰特想到了使用传感器蛋白的特定部分来打开和关闭荧光，而不是使用改变染料的形式。研究小组将一种叫做色氨酸的氨基酸添加到生物工程蛋白传感器中，靠近附着的染料。当染料与色氨酸密切接触时，染料被关闭。在钙的存在下，蛋白质改变了形状——色氨酸离开了染料，染料开始发光。

“在一年半的时间里，没有任何效果，但我记得我改变色氨酸的那一天，当我加入钙时，我看到了荧光的最微小变化。我知道我们至少有一个起点——我们有一个卖点，”法兰特斯回忆道。

看到信号

使用色氨酸来调节染料的荧光，可以使用容易被组织吸收并用于活体动物的染料。

研究人员表明，WHaloCaMP可以用来检测活果蝇、斑马鱼和老鼠体内的钙信号。他们还表明，它可以与其他传感器一起使用，同时使用不同的颜色检测多达三个信号。在斑马鱼身上，他们发现他们可以同时检测到细胞中的葡萄糖变化、肌肉中的钙信号和神经元中的钙信号。

该团队目前正在与Janelia的GENIE项目团队合作开发WHaloCaMP的改进版本。他们还与Janelia的生物学家合作，利用新策略开发用于检测其他生理信号的传感器，并制造含有额外JF染料的传感器。该团队已经将他们制造生物传感器的策略提供给了更广泛的研究界，其他团队也开始开发这种传感器的其他版本。

法兰特斯说，如果没有Janelia的相互作用和合作，这个项目是不可能实现的，这使她和其他化学家能够构建生物学家需要和想要的工具。

法兰特斯说:“我真的很喜欢摆弄东西和构建工具，但如果我知道我正在构建和修补的东西有一个有人会关心的应用程序，我想这就是它的乐趣和回报所在。”“这就是我喜欢Janelia的地方:你每天都能和人们互动。在更广泛的科学界也会发生这种情况，但Janelia是一个特殊的地方。”