组成图示
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传感器类型
全细胞生物传感器
检测对象
N-酰基高丝氨酸内酯（N-acyl homoserine lactones, AHLs；包括 C8-HSL、C6-HSL、3-oxo-C12-HSL、3-oxo-C8-HSL、C4-HSL 等）；样品基质：细菌培养物/液体共培养体系、软琼脂共培养体系。
检测原理
该传感器为全细胞基因表达型生物传感器。产 AHL 的细菌在共培养介质中分泌 N-酰基高丝氨酸内酯，AHL 扩散进入工程化 A. tumefaciens A136 报告菌。报告菌中 pCF218 组成表达 TraR 响应调节蛋白，AHL 与 TraR 结合形成 AHL-TraR 复合物；该复合物结合 pMV26 上 traI 启动子，激活 luxCDABE 操纵子转录。luxCDABE 编码生物发光酶，催化细胞内底物产生光子。AHL 浓度越高或产菌越多，报告菌发光越强，表现为多标签计数器 CPS 升高或软琼脂发光扩散环增大。液体共培养可随生长时间实时监测 AHL 活性，软琼脂体系通过扩散环大小进行半定量分析。信号放大主要依赖基因表达与酶促发光，而非化学标记放大。
检测灵敏度
原文未报告具体 LOD、线性范围、灵敏度斜率或 R^2。
效应效果
该传感器可区分 B. cenocepacia 和 P. aeruginosa 野生型及群体感应突变株的 AHL 产生水平。液体共培养在 18 小时内监测发光，结果与薄层层析生物测定报道的 AHL 表达水平一致；软琼脂共培养 24 小时后通过发光扩散环半定量检测。96 孔与 384 孔液体共培养趋势一致，384 孔因生长减少 CPS 较低，但仍可半定量。实验至少 3 至 4 次重复，以均值±标准差表示。K56-2 与报告菌共培养不改变报告菌生长，CFU 计数无差异。作者认为该体系可用于高通量筛选 AHL 合成缺陷突变株或群体感应阻断化合物，尤其适用于抗毒力药物筛选。
传感器的构成
- 报告菌宿主：A. tumefaciens A136（去 Ti 质粒）作为全细胞传感平台，提供 AHL 响应表达背景
- 识别元件：pCF218 组成表达 TraR 响应调节蛋白，结合 AHL 形成 AHL-TraR 复合物
- 报告基因元件：pMV26 携带 traI 启动子融合 luxCDABE 操纵子，受 AHL-TraR 激活转录
- 信号标记物：luxCDABE 生物发光酶系统，催化底物产生光子信号
- 培养/传质介质：TSB 或 LB 液体、0.7% 软琼脂，支持 AHL 扩散与菌体共培养
- 高通量载体：96 孔或 384 孔黑底透明底微孔板，矿物油封层，用于液体共培养
- 读出系统：Wallac Victor2 多标签计数器或 Fluorchem 8900 数字相机，检测 CPS 或发光图像
中文摘要
细菌利用 N-酰基高丝氨酸内酯（AHL）分子以密度依赖方式调控基因表达。目前已开发多种生物传感器用于检测各类 AHL。本研究描述了一种基于 traI-luxCDABE 的生物传感器，用于快速检测 Burkholderia cenocepacia 和 Pseudomonas aeruginosa 已表征突变株中的 AHL，并可在液体和软琼脂共培养体系中以高通量方式进行。该技术采用共培养系统，使产生 AHL 的菌株与报告菌同时培养。液体共培养可在生长过程中实时测量 AHL 活性。作者用 B. cenocepacia 和 P. aeruginosa 测试该体系，认为其应适用于广泛产生 AHL 的革兰阴性菌。结论：所述共培养体系可检测 P. aeruginosa 和 B. cenocepacia 的 AHL 产生，并应适用于其他细菌的 AHL 分析。液体共培养的高通量改造有助于筛选大文库，以鉴定阻断 AHL 合成或活性的突变株或化合物。
英文摘要
BACKGROUND: Bacteria use N-acyl homoserine lactone (AHL) molecules to regulate the expression of genes in a density-dependent manner. Several biosensors have been developed and engineered to detect the presence of all types of AHLs.
RESULTS: In this study, we describe the usefulness of a traI-luxCDABE-based biosensor to quickly detect AHLs from previously characterized mutants of Burkholderia cenocepacia and Pseudomonas aeruginosa in both liquid and soft-agar co-culture assays in a high-throughput manner. The technique uses a co-culture system where the strain producing the AHLs is grown simultaneously with the reporter strain. Use of this assay in liquid co-culture allows the measurement of AHL activity in real time over growth. We tested this assay with Burkholderia cenocepacia and Pseudomonas aeruginosa but it should be applicable to a broad range of gram negative species that produce AHLs.
CONCLUSION: The co-culture assays described enable the detection of AHL production in both P. aeruginosa and B. cenocepacia and should be applicable to AHL analysis in other bacterial species. The high-throughput adaptation of the liquid co-culture assay could facilitate the screening of large libraries for the identification of mutants or compounds that block the synthesis or activity of AHLs.