快速低成本乙醇定量对饮料质量控制、生物燃料生产和制药应用至关重要，但现有方法昂贵、依赖试剂或标记，或需大量样品前处理。本文提出一种纯细胞基、无标记生物传感器，利用温度梯度诱导酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）从芯片表面自发脱附。读出量为脱附半时 td50，由固液界面热阻 Rth 的时间分辨变化获得。将细胞预...
随着新兴污染物（PECs）对水环境风险上升，实时、多路、现场监测需求增加。本研究探索将工程化铜绿假单胞菌（Pseudomonas putida）细胞封装为小型化、生物相容且安全可持续的全细胞生物传感元件，用于未来光电化学换能系统集成。作者采用层层法将携带鼠李糖诱导型 sfGFP 表达盒的 P. putida 细胞包埋于直径小于 20...
L-异亮氨酸是畜禽必需支链氨基酸。本研究利用生物传感器辅助的大气与室温等离子体（ARTP）诱变，从谷氨酸棒杆菌 ATCC 13032 中筛选获得遗传稳定生产菌株 cgl-Ile0，5 L 发酵罐产量 11.52 g/L，得率 0.11 g/g，生产强度 0.24 g/L/h。全基因组重测序鉴定 aspBV346I、asdP27E、b...
世界卫生组织将抗生素对耐药病原菌疗效下降列为全球公共卫生威胁。铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）是多药耐药、可形成生物膜的病原菌，其生物膜增强抗药性，因此抗毒力策略成为替代治疗方向。本研究评估胡椒属（Piper）植物提取物及化合物对铜绿假单胞菌生物膜和毒力因子的抑制作用，并以紫单胞菌（Chromobacte...
抗限制蛋白可保护可移动遗传元件免受宿主限制-修饰系统降解。本研究利用基于大肠杆菌 K-12 MG1655 的工程化生物传感器菌株，考察 ArdA 与 ArdB 抗限制蛋白调控基因表达的能力。该菌株携带受 AllR 阻遏启动子控制的 lux 发光报告系统。尽管结构相似，DNA 模拟型 ArdA 蛋白与 AllR 的相互作用不同：新近报...
基因编码生物传感器已成为基础研究与分析检测中的核心工具，既可作为细胞内报告器揭示代谢、信号和离子通量，也可作为全细胞试剂在不同样品中检测分析物。尽管不同分子支架和工作模式多样，其共同功能是将配体存在转化为可读信号。然而，生物传感器开发在实践中仍高度碎片化：不同支架和模态往往在彼此独立、实验室特定的流程中推进，使用不同的检测、指标和设...
背景：工程化细菌用于疾病诊断和治疗是新兴领域，需要在复杂动态环境中评估短寿命分子。原位检测代谢物有助于识别响应细胞群体。短链脂肪酸如丙酸在人类健康和疾病中起关键作用。目的：开发能在不同培养基低体积样品中检测毫摩尔级丙酸水平的细菌荧光生物传感器并优化应用方案。方法：使用转化 pPro24-GFP 质粒的大肠杆菌 BL21(DE3)，该...
口腔疾病全球高发，需要早期诊断和持续监测。传统诊断方法常具侵入性、耗时长且难以实时评估，因此生物传感器技术被用于床旁检测。全细胞生物传感器以活细胞作为传感元件，可响应炎症介质、细菌毒素、代谢产物和肿瘤相关生物标志物。本叙述性综述通过PubMed、Scopus、Web of Science和Google Scholar检索，总结全细胞...
过氧化物感应转录调控因子 OxyR 在细菌氧化应激响应中起关键作用。OxyR S267P 突变此前在增强水解液耐受的 Zymomonas mobilis ZMNP 中被鉴定。本研究对回变株 ZMNPC 与突变株进行表型、转录组、结构和功能分析。ZMNPC 在有毒木糖母液中的发酵表现与野生型 ZM4 相似，比 ZMNP 滞后约 20 ...
本研究开发了一种用于在96孔微孔板中测量微生物生物膜通讯的高通量检测系统。该系统将用于群体感应分子（QSMs）的生物发光微生物全细胞生物传感器（MWCBs）嵌入生物膜，以评估其对细菌通讯相关化学线索的响应。为检测应激响应，作者构建了依赖σ54（RpoN）的MWCB。平台生成的生物膜暴露于QSMs（如N-乙酰高丝氨酸内酯AHLs、3,...
近年来，将全细胞生物传感器集成到微型测量装置中，以利用其小型、快速、低成本、高灵敏、高特异以及即时检测等协同优势，受到持续关注，并已提出多种装置。许多装置在各自领域被视为强大系统，但预期成功往往未能实现，相关系统仍停留在概念验证阶段。本文阐述此类系统若要成功开发并实际应用，必须克服的障碍和可能挑战。进一步，作者批判性讨论并排序系统开...
本研究建立了一套基于 nifH 共识启动子驱动的荧光蛋白生物报告系统，用于监测豆科植物根瘤中根瘤菌的占据和固氮事件。作者在大豆中华根瘤菌 Mesorhizobium japonicum 中构建了 sfYFP、sfCFP 和 mScarlet-I 报告质粒，在豌豆根瘤菌 Rhizobium leguminosarum 中构建了 sfY...
在环境线索诱导下产生可遗传基因组变化，对环境生物传感、微生物生态与进化研究及合成生物学具有重要价值。位点特异性重组酶可通过靶向 DNA 修饰实现遗传记忆，但其在原核生物中常受泄漏表达和可调性不足限制。作者在大肠杆菌中构建了紧密调控、可滴定的 Cre 重组酶系统，实现低重组率和极低基础活性。该系统在质粒和染色体上均可实现，其中染色体整...
传统观点认为小胶质细胞和巨噬细胞是清除阿尔茨海默病（AD）中淀粉样β蛋白（Aβ）沉积的守护者。本文颠覆这一范式，证明人吞噬细胞，包括分化 THP-1 巨噬细胞和人多能干细胞来源小胶质细胞，并非被动应答者，而是可主动产生细胞外、具有种子活性的 Aβ42 纤维；该纤维是与脑实质斑块形成和神经退行性变最密切相关的淀粉样蛋白形式。这些细胞来...
萜类化合物是重要的天然产物，但许多高价值萜类化合物的微生物合成受限于生物合成途径理性工程困难以及缺乏直接报告产物形成的高通量筛选系统。α-松油醇等单萜醇在异源宿主中的合成需要前体生成、环化和水捕获化学的协同。本文通过结构指导定向进化改造对香芹酚阻遏蛋白 CymR，开发了可检测 α-松油醇的转录因子型全细胞生物传感器菌株。基于推测配体...
促卵泡激素（FSH）在生殖生理中起关键作用，并日益被认为参与性腺外系统。FSH 的生物活性受糖基化调控，随年龄、生殖状态和病理状态变化。尽管血清 FSH 免疫反应浓度常用于生殖障碍患者检测，但评估 FSH 生物活性的意义仍不明确。本研究旨在开发一种新型、快速、无动物检测方法，利用共表达人 FSH 受体（FSHR）和环磷酸腺苷（cAM...
合成生物学利用工程原理构建具有定制功能的遗传电路，从而实现对生物系统的精确操控。基于这一能力，合成生物传感器正发展为适用于环境监测、疾病诊断、食品安全控制和生物生产优化等场景的现场、可持续、低成本且易用的检测平台。然而，合成生物传感器在实地部署和真实应用中仍面临灵敏度、特异性、响应速度、稳定性和生物安全等方面的挑战。本综述总结了遗传...
全细胞生物传感器是代谢物监测的有力工具，但动态范围窄和泄漏表达高限制了其广泛应用。本文提出基于两轮设计–构建–测试–学习（DBTL）循环的系统化流程，在大肠杆菌中开发并优化一种基于转录因子的丙酮酸生物传感器。第一轮构建了可响应 0.05–10 mM 胞内丙酮酸水平的 PdhR 型生物传感器。第二轮采用实验设计（DoE）系统考察启动子...
地下水砷污染是全球重大公共卫生问题，影响超过1.4亿人，阿根廷约400万人暴露于含砷水源。私人井水检测常受高成本、专业人员缺乏和距离实验室远限制。本文报道一种便携式、开放获取的砷生物传感器的设计与实现，该传感器结合合成生物学与工业设计，利用基因工程大肠杆菌和比色读出检测低至5 µg/L的砷浓度。在61个实际水样验证中，以10 µg/...
微滴包埋细胞是高通量生物学检测的有力工具，广泛应用于突变体筛选和菌株工程，通常需要严格区室化以防止细胞或分子在微滴间转移。尽管此前已报道荧光分子可在微滴间转移，但常见小分子底物和产物是否转移及其对生物学结果的影响尚不清楚。本研究利用基于全细胞的生物传感器体系，证明乙醇等小醇类和弱酸等生物相关分子可在多分散水包油微滴间转移。此类转移会...