本文报道了一种用于检测胞内NADPH再生能力的NADPH营养缺陷型大肠杆菌全细胞生物传感器。作者构建了删除zwf、maeB、icd、pntAB和sthA的大肠杆菌NADPHaux菌株，仅保留6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶（Gnd）作为内源NADPH产生途径。该菌株在M9最小培养基中只有加入葡萄糖酸作为NADPH来源时才能生长；若省略葡萄糖酸...
丙二酰辅酶A（malonyl-CoA）是聚酮类、苯丙素类等高价值化合物合成的重要中心代谢物，但其胞内水平常受必需代谢竞争限制。现有malonyl-CoA生物传感器多依赖转录因子，仅在大肠杆菌和酿酒酵母中验证，且需多步信号转导。本文报道一种适用于大肠杆菌、铜绿假单胞菌和谷氨酸棒杆菌的比色malonyl-CoA生物传感器。作者将产生红色...
微生物合成烷烃被认为是可持续生产可直用燃料和化学品的有前景方法。二氧化碳是理想碳源，但单一生物体难以从二氧化碳高效合成长碳链烷烃。潜在方案是利用产乙酸菌将二氧化碳还原为乙酸，再工程化第二种菌将乙酸转化为长链烃。本研究展示由产乙酸菌 Acetobacterium woodii 和经工程改造的非原生产烷烃菌 Acinetobacter ...
启动子是DNA序列中响应转录因子并启动特定基因表达的小区域。启动子工程生物传感器可通过转录因子识别多胺、糖、内酰胺、氨基酸、有机酸或氧化还原分子，从而激活或抑制基因表达；但相关应用报道较少。本综述介绍了利用人和细菌遗传启动子阵列构建启动子-基因工程生物传感器的策略，并讨论其在高通量筛选（HTS）分子药物、膜蛋白定位与核质穿梭机制研究...
近年来，重组细胞中 D-葡萄糖酸（GA）生产取得进展，亟需高通量筛选和选择性能更优的重组细胞或生物催化剂。2016 年已开发一种在大肠杆菌中将 GA 浓度转化为荧光信号的生物传感器系统，但其应用报道较少。本文建立了一种不依赖微流控平台等专用装置的有效高通量筛选方法，并进行初步应用。在该一锅双菌株体系中，含有 GA 合成途径的产酸菌或...
三乙酰酸内酯（TAL，4-羟基-6-甲基-2-吡喃酮）可转化为多种高价值产品，具有通过代谢工程开发为可再生平台化学品的潜力。作者此前基于大肠杆菌 AraC 调控蛋白构建了内源 TAL 传感器，并用于筛选 2-吡喃合成酶（2-PS）变体文库，在大肠杆菌中鉴定出使液体培养 TAL 产量提高最多 20 倍的变体。本研究进一步优化该传感器-...
谷氨酸棒杆菌是工业生物技术中最重要的底盘菌之一。过去数十年，这种土壤细菌被用于大规模生产 L-谷氨酸和 L-赖氨酸，年产量达约 600 万吨。随着新型基因组编辑方法以及系统生物学和合成生物学工具的引入，谷氨酸棒杆菌的产品谱已从传统食品和饲料产品扩展到化学工业、化妆品和医疗健康领域。近五年来，其工业产品数量几乎翻倍，达到约 70 种天...
微生物利用生物质生产高附加值化学品是化学合成的可持续替代途径。为提高产物滴度、产率和选择性，需优化工程菌中的代谢通路。动态通路调控可在发酵过程中调节通路相关酶的表达，从而将内源通量导向产物合成、平衡关键中间体的生成与消耗，并抑制毒性中间体早期积累。本文在大肠杆菌中叠加两种正交、自主且可调的动态调控策略，以独立调节两种不同酶的表达，提...
体内生物传感器能够识别并响应特定细胞刺激。近年来，生物传感器越来越多地用于代谢工程和合成生物学，因为它们可被整合到合成回路中，根据特定细胞刺激（如某种代谢物或pH变化）调控报告基因表达。天然传感装置种类繁多，通常可分为蛋白质型和核酸型两大类。二者既可直接从天然遗传元件中挖掘获得，也可通过工程化改造现有遗传元件以获得新的特异性或更优性...
pSC101 是一种窄宿主范围、低拷贝质粒，常用于大肠杆菌遗传操作。作者在筛选更敏感的内酰胺生物传感器过程中，意外鉴定出多个可提高 pSC101 起点质粒拷贝数的新突变。所有突变质粒均至少携带一个位于复制起始蛋白 RepA 编码区的突变；同源建模预测多数突变位于 RepA 二聚化界面。突变 RepA 使质粒拷贝数从野生型约 5 拷贝...
甲醛是常见环境毒素，也是单碳代谢中的关键中间体。监测甲醛浓度对环境监测和天然或合成甲基营养微生物的代谢工程均具有重要意义，但现有方法存在灵敏度低、流程复杂或依赖昂贵分析设备等问题。本文基于大肠杆菌 FrmR 阻遏蛋白及其同源启动子开发了一种甲醛生物传感器。通过优化天然阻遏蛋白结合位点和调控架构，该传感器可检测低至 1 μM 的甲醛。...