Zasadą działania systemu jest wyposażenie komórek w narzędzia enzymatyczne umożliwiające wytwarzanie i wbudowywanie do białek aminokwasu o właściwościach fluorescencyjnych. Komórki zostają zmodyfikowane tak, aby samodzielnie syntetyzowały acetylolizynę, która po włączeniu do tworzonych białek działa jak reporter sygnalizujący zmiany potranslacyjne. Emitowane światło ujawnia, gdzie i kiedy zachodzą modyfikacje, a ponieważ sygnał pochodzi bezpośrednio z białka, nie ma potrzeby stosowania barwników, przeciwciał ani ingerencji mechanicznej. Takie rozwiązanie pozwala uzyskać obraz procesów biologicznych w stanie zbliżonym do naturalnego, zachowując dynamikę i ciągłość reakcji komórkowych.

Jednym z pierwszych testów systemu była analiza aktywności SIRT1 – deacetylazy uczestniczącej w regulacji procesów zapalnych, starzenia się oraz odpowiedzi metabolicznej. Wprowadzenie inhibitora SIRT1 powodowało widoczną zmianę we fluorescencyjnej sygnaturze białek, co potwierdziło zdolność technologii do monitorowania modulacji potranslacyjnych w czasie rzeczywistym. Ponadto w niektórych liniach komórek nowotworowych zahamowanie aktywności SIRT1 nie wpływało na proliferację, co sugeruje, że konsekwencje zmian potranslacyjnych mogą być zróżnicowane w zależności od kontekstu biologicznego. Wykorzystanie tej metody w badaniach nad nowotworami może ujawnić różnice w odpowiedziach komórkowych, które nie były możliwe do uchwycenia tradycyjnymi metodami.

Technologia ma potencjał do zastosowania w wielu obszarach biologii i medycyny. Możliwość obserwacji modyfikacji białek w żywych komórkach ułatwia analizę procesów, które wcześniej wymagały wieloetapowych i artefaktogennych metod laboratoryjnych. Badania nad starzeniem się, neurodegeneracją, regulacją odporności oraz mechanizmami adaptacji metabolicznej mogą zyskać nowe narzędzia do badania dynamiki procesów molekularnych. Równie istotne jest to, że podejście może zostać wykorzystane w badaniach nad działaniem leków modulujących modyfikacje białek, co otwiera nowe możliwości w testowaniu kandydatów terapeutycznych. Systemy fluorescencyjne wbudowane w białka mogą stać się elementem platform wysokoprzepustowych pozwalających na szybkie ocenianie aktywności związków w warunkach fizjologicznych.

W perspektywie dalszego rozwoju technologia może zostać rozszerzona na kolejne typy modyfikacji potranslacyjnych, a nie tylko acetylację. Możliwe jest także zastosowanie w organoidach i tkankach hodowanych in vitro, co umożliwi analizę mechanizmów chorób w środowisku bardziej zbliżonym do ludzkiej fizjologii. Badacze podkreślają, że syntetyczne aminokwasy raportujące mogą być projektowane w sposób pozwalający na selektywne wykrywanie określonych zmian białek, co czyni narzędzie wyjątkowo elastycznym. Długoterminowym celem jest stworzenie biblioteki biosensorów reagujących na różne sygnały molekularne, które można będzie implementować w komórkach w sposób stabilny i przewidywalny.

Zastosowanie fluorescencyjnych „biosensorów wewnętrznych” umożliwia badanie procesów biologicznych z precyzją, która dotychczas wymagała technik ingerujących w komórkę. Wprowadzenie nowego aminokwasu raportującego pozwoliło uzyskać system zdolny do obserwowania procesów potranslacyjnych zarówno w komórkach bakteryjnych, jak i ludzkich liniach nowotworowych. Dodatkową zaletą jest możliwość zastosowania tej metody w badaniach wymagających ciągłej obserwacji komórki, co do tej pory było utrudnione przez konieczność przerywania eksperymentu i przygotowywania kolejnych próbek. Możliwość śledzenia aktywności enzymów modulujących białka w czasie rzeczywistym oferuje wgląd w procesy, które często decydują o kierunku przebiegu chorób, odpowiedzi na stres, interakcji między komórkami czy procesów rozwojowych. Dodatkowym atutem jest to, że system fluorescencyjny działa bez potrzeby modyfikacji środowiska zewnętrznego, co eliminuje ryzyko zakłócenia naturalnych procesów. Wyniki badań wskazują, że technologia ta może stać się cennym narzędziem w medycynie spersonalizowanej, pozwalając na ocenę reakcji pacjenta na określone leczenie na poziomie pojedynczych komórek.