Current and emerging approaches to manage chronic inflammatory gut disorders.
慢性炎症性胃肠疾病，包括炎症性肠病（IBD）、克罗恩病、溃疡性结肠炎和肠易激综合征（IBS），由于病因复杂、疾病进展异质性以及现有诊断和治疗策略的局限，管理仍具挑战。现有临床方法依赖侵入性与非侵入性诊断工具组合，治疗管理主要包括症状控制、疾病修饰药物治疗和手术干预。然而，这些策略往往无法实现早期或实时疾病检测，也常难以达到持续缓解。...
Engineering Saccharomyces cerevisiae-based biosensors for copper detection.
重金属如 Cu(II) 对环境有害，亟需发展低成本检测方法。本研究开发了一种低噪声、信号输出改善的酿酒酵母生物传感器，用于潜在现场铜离子检测。通过引入二级遗传层控制酿酒酵母中的半乳糖诱导（GAL）系统，构建了铜感知线路：将 Gal4 激活蛋白置于铜诱导启动子 CUP1 控制下，将 Gal80 阻遏蛋白置于铜抑制启动子 CTR1 控制...
Design and fabrication of field-deployable microbial biosensing devices.
生物传感器可在环境监测、病原体检测和生物标志物诊断中发挥重要作用。传统化学传感器和PCR检测在实验室条件下灵敏度高，但其配置、生产成本和运行要求不适合实验室外应用。合成生物学、生物电子学和材料科学的进展推动了新型微生物生物传感器件的发展，这些器件将核心合成生物传感器与先进部署平台相结合，形成独特的生物传感器产品。本文综述了微生物生物...
Methylotrophic bacterium-based molecular sensor for the detection of low concentrations of methanol.
甲基营养菌 Methylorubrum extorquens 是甲醇生产高附加值化合物的优良微生物。本研究利用该菌内源响应甲醇的调控机制，构建了单细胞水平甲醇生物传感器。将绿色荧光蛋白（GFP）基因分别插入丝氨酸乙醛酸氨基转移酶基因（sga）启动子（Psga）或甲醇脱氢酶亚基1前体基因（mxaF）启动子（PmxaF）下游，并通过同源...
Adenine deficient yeast: A fluorescent biosensor for the detection of Labile Zn(II) in aqueous solution.
活性Zn(II)在诱导生物响应中起关键作用，因此开发用于活性Zn(II)定量的生物传感器具有重要意义。本研究证明，腺嘌呤缺陷酵母（Ade(−) yeast）在Zn2+存在下自荧光强度（FITC通道）增强。先将酵母培养24 h获得Ade(−)酵母，并将生物量（OD值）优化为0.03。随后在2.5 g/L D-葡萄糖中预培养1 h，再转...
Emerging biosensors in detection of natural products.
天然产物（NPs）是食品、医药、农业、环境及多个工业领域的重要资源。其有益活性与潜在毒性使其检测、鉴定和定量成为应用前提。传统仪器方法通常需要耗时样品前处理和分析，而生物传感器可在复杂介质中快速检测 NPs，尤其适合高通量、快速检测需求。本文综述了用于检测 NPs 的多种生物传感器，包括基于酶、抗体、核酸、适配体和全细胞的识别体系，...
Detection of Quorum-Sensing Molecules for Pathogenic Molecules Using Cell-Based and Cell-Free Biosensors.
自青霉素发现以来，抗生素被广泛用于治疗美国大多数细菌感染。长期反复使用多种抗生素导致大量耐药微生物出现。细菌可通过水平基因转移获得邻近细菌的抗性基因或DNA片段，从而产生耐药性。为避免严重细菌耐药，需要新型靶向治疗策略，诊断技术的进步也可用于开发新疗法。利用生物传感器检测群体感应（QS）信号分子，有望为控制多重耐药菌流行提供及时诊断...
A novel D(-)-lactic acid-inducible promoter regulated by the GntR-family protein D-LldR of
乳酸存在D(−)-和L(+)-两种立体异构体，二者均为可降解塑料聚乳酸的重要单体。本研究在荧光假单胞菌A506中鉴定并部分表征了一种新型D-乳酸诱导系统，并将其开发为生物传感器。D-乳酸分解代谢操纵子lldP-dld-II受反向转录的D-lldR基因负调控，D-lldR编码GntR型转录调控蛋白；加入D-乳酸后阻遏被解除。该解除作用...
Engineering a Model Cell for Rational Tuning of GPCR Signaling.
G蛋白偶联受体（GPCR）信号是真核细胞响应环境刺激的主要方式，但天然信号转导架构和表达水平的多样性使刺激-响应关系难以预测。作者利用酿酒酵母基因组工程，构建了一个绝缘、模块化的最小化 GPCR 信号转导系统，以研究如何借助合成生物学工具理性调节细胞对刺激的响应。通过计算建模与实验重构，作者解析了关键信号组分的最小集合贡献，提出通过...
A Portable Biosensor for 2,4-Dinitrotoluene Vapors.
埋设地雷等爆炸物对全球人类安全构成严重威胁。多数爆炸物含有环境危害化学物质，如2,4,6-三硝基甲苯（TNT）、致癌的2,4-二硝基甲苯（2,4-DNT）及相关化合物。从埋地雷中泄漏的蒸气可作为检测标记，提供不依赖金属探测的地雷检测途径。2,4-DNT是常见TNT合成中的杂质和副产物，由于极易挥发，可作为可行检测标记。本文报道了一种...
Development of Cell-Based Sentinels for Nitric Oxide: Ensuring Marker Expression and Unimodality.
本研究构建了能够响应生物标志物一氧化氮（NO）的“哨兵”细菌，使其产生均一且强烈的荧光响应。作者采用双质粒系统：信号中继载体利用 NO 响应启动子，通过表达 T7 聚合酶（T7Pol）放大天然信号；第二个载体负责绿色荧光蛋白（GFP）表达。为获得最佳哨兵响应，作者通过调节 T7Pol 的翻译效率和活性，平衡细胞内转录负荷，从而降低代...
Detection of catechol using an electrochemical biosensor based on engineered Escherichia coli cells that surface-display laccase.
本研究报道一种基于工程化大肠杆菌细胞表面展示细菌漆酶的电化学生物传感器。通过构建含(InaQ-N)3-WlacD融合基因的重组质粒pMB275，使突变漆酶WlacD经冰核蛋白N端结构域三重复锚定展示于大肠杆菌JM109外膜表面；Western blot、流式细胞术和免疫荧光显微镜证实漆酶成功表面定位。将重组菌MB275直接滴加并吸附...
Real-Time Bioimpedance Sensing of Antifibrotic Drug Action in Primary Human Cells.
纤维化疾病因慢性进展和长期后遗症而成为重大健康负担，现有胶原酶治疗疗效有限，且缺乏适用于活细胞的体外筛选工具来评估新型抗纤维化药物。本文报道了一种基于全细胞的电化学阻抗生物传感器平台，用于实时、无标记、非侵入地监测纤维化进程及抗纤维化分子的效力。该平台将人原代细胞培养在透明互指氧化铟锡（ITO）电极上，通过监测纤维化过程中细胞形态、...
Functional characterization of Gram-negative bacteria from different genera as multiplex cadmium biosensors.
镉因工业和农业活动广泛存在于土壤与水体中，并可通过食物和饮用水进入人体，构成健康风险。传统镉分析方法灵敏但耗时且昂贵。本研究基于合成生物学原理构建了一种多重输出镉生物传感器：将单输出镉传感元件 cadRgfp（含 Pseudomonas putida 06909 的 cadR 及其反向操作子/启动子 PcadR/Pcad，驱动无启动...
A novel biosensor selective for organoarsenicals.
砷是广泛存在的环境致癌物，甲基砷酸等有机砷化合物用作除草剂和动物生长促进剂，可在环境中降解为毒性更强的无机砷。现有基于 ArsR 阻遏蛋白的细菌全细胞生物传感器主要响应无机亚砷酸，难以区分有机砷形态。本研究构建了一种双质粒全细胞生物传感器，以 Acidithiobacillus ferrooxidans arsR 编码的 As(II...
A study of electrochemical biosensor for analysis of three-dimensional (3D) cell culture.
细胞培养不仅在再生医学中具有基础作用，也深刻影响生物技术、药理学以及药物发现与制造。尽管现有细胞培养通常局限于二维体系，三维培养因能模拟体内细胞条件而受到关注。本研究提出一种应用于三维细胞培养的电化学生物传感器细胞毒性检测方法。为强化三维培养的优势，作者对多种溶胶-凝胶（海藻酸盐、胶原、Matrigel）与癌细胞之间的凝胶化实验条件...
Development of a cellular biosensor for the detection of 2,4,6-trichloroanisole (TCA).
2,4,6-三氯苯甲醚（TCA）是软木塞、葡萄酒、水和酒精饮料中产生霉味/泥土味“软木污染”的主要化合物。现有色谱和电化学方法难以在低浓度下快速检测 TCA。本研究开发了一种基于生物电识别检测（BERA）的新型细胞生物传感器。通过渗透法将抗 TCA 多克隆抗体 pAb76 插入 HaK 仓鼠肾成纤维细胞膜，制备膜工程细胞，并将其包埋...
Genetically engineered microbial biosensors for in situ monitoring of environmental pollution.
微生物生物传感器具有体积小、可便携、成本低、操作简便等优点，适合用于环境污染物的原位监测。其核心策略是将可剂量响应于目标化学物质或生理信号的调控基因与报告基因融合，使目标物诱导报告基因表达并产生可测信号；通过改造调控基因或效应结合位点，可进一步扩展目标范围并提高灵敏度。近年来，基因工程微生物生物传感器已被用于便携式检测试剂盒、芯片细...
Potential for development of an Escherichia coli-based biosensor for assessing bioavailable methionine: a review.
蛋氨酸是动物必需氨基酸，常被视为饲料配方中首要限制性氨基酸。饲料中蛋氨酸缺乏或过量均会导致动物生产性能下降并增加环境污染，因此需要准确定量和合理添加。目前动物生物测定是评价蛋氨酸生物利用度的行业标准，但耗时、昂贵且受法规限制，且多种干扰因素会影响其变异性和时效性。基于微生物对外源营养（如蛋氨酸）响应的微生物测定法快速、廉价，并能较准...
Norepinephrine is coreleased with serotonin in mouse taste buds.
ATP和5-羟色胺（5-HT）分别由味蕾受体细胞（II型）和突触前细胞（III型）分泌，去甲肾上腺素（NE）也被认为是味蕾中的神经递质或旁分泌激素，但其释放刺激和分泌细胞类型尚不清楚。本研究将中国仓鼠卵巢细胞（CHO）稳定转染α1A肾上腺素能受体并装载fura-2，构建NE生物传感器，用于检测孤立小鼠味蕾和味觉细胞释放的NE。NE生...