自从 1974 年第一个条码出现在一包口香糖上以来，现在无处不在的系统使制造商、零售商和消费者能够快速有效地识别、表征、定位和跟踪产品和材料。在 2021 年 11 月 26 日首次在线发表在《细胞》杂志上的一篇论文中，约翰霍普金斯医学院和约翰霍普金斯大学的研究人员展示了他们如何在分子水平上做同样的事情，研究癌细胞与一个人“交谈”的方式另一种使用不同种类的条码系统——由图案和颜色的组合组成，每组都与通信网络中的特定生化活动相关联。

“当癌细胞进行交流时，许多蛋白质会不断改变它们之间相互作用的方式，”高级研究作者、约翰霍普金斯大学医学院病理学助理教授 Chuan-Hsiang (Bear) Huang 医学博士说。“传统上，深入实时地研究这种信号很困难，因此我们需要一种方法来同时对网络中发生的一切进行成像、跟踪和分析，从而揭示这些活动之间的真实关系。”

Huang说，基因编码的荧光生物传感器以前被用于研究细胞蛋白质功能，包括癌细胞中的信号活动。生物传感器是用荧光团标记的蛋白质片段——荧光分子通过吸收特定波长的光能而发光，然后发射更长波长的光——每种颜色都与细胞中的特定活动有关。使用荧光显微镜对这些传感器显示的颜色的类型、位置和强度进行成像，研究人员可以准确、准确地记录不同细胞区域中活动的蛋白质。

“例如，特定颜色的强度、它们在细胞内的位置以及一种颜色与另一种颜色的比率的变化揭示了所研究蛋白质的活性水平以及它们如何实时相互作用，”黄说。

然而，Huang 表示，当研究人员需要跟踪像癌细胞通信网络这样的复杂系统时，荧光生物传感器的用处是有限的。他解释说，这是因为不同的生物传感器通常具有非常相似的颜色，并且在一起成像时无法相互区分。

“过去，如果你想查看几十个跟踪信号网络中不同蛋白质活动的生物传感器，每个生物传感器都必须在持续数小时的单独实验中成像，”该研究的主要作者 Jr-Ming Yang 博士说.D.，约翰霍普金斯大学医学院的研究助理。“此外，为了了解通信网络的特性，必须重复这些实验。除了时间投入外，单独的成像运行增加了变异出现的可能性，从而难以确定活动的变化是否来自真实效果。 ”