溶质载体（SLC）转运体是重要药物靶点，但多数筛选依赖放射性或荧光底物摄取，存在通量、生理环境和安全性限制。本研究报道基于阻抗的无标记全细胞生物传感器 xCELLigence 的新应用，通过底物诱导 G 蛋白偶联受体（GPCR）激活来研究多巴胺转运体（DAT）活性。该检测命名为 TRACT 检测，其假设是 DAT 介导的胞外多巴胺清...
人为污染，尤其是多环芳烃（PAHs）对土壤毒性和抗生素抗性基因（ARGs）传播的影响备受关注。本研究采集俄罗斯罗斯托夫州西南部受人为压力影响的20个土壤样品，包括技术污染地、城市固体废物（MSW）填埋场和农村定居点周边。利用全细胞细菌生物发光生物传感器评估样品综合毒性、基因毒性和氧化应激，并通过HPLC测定13种PAHs，PCR检测...
全细胞生物传感器可用于监测公共卫生与生态系统中的重金属毒性，但其开发长期受灵敏度与特异性之间内在权衡的限制。本文通过重新编程大肠杆菌的金属转运系统，构建了一种对致癌镉离子具有高灵敏度、高特异性和高响应能力的生物传感器。作者遗传改造大肠杆菌，使其富集胞内镉离子并减少干扰金属物种；随后从 GenBank 数据库筛选16个镉感应转录因子，...
本研究构建了携带 T7、T3 和 SP6 启动子的重组发光大肠杆菌，将启动子插入 tol 与 lux 基因之间，作为甲苯生物传感器，并评价其对地下水和河水中生物可利用甲苯的灵敏度、选择性和特异性。三种传感器的发光强度受温度、孵育时间、离子强度、甲苯浓度及共存有机物影响。T7-lux-E. coli 的发光强度最高，检出限为 0.05...
配体诱导遗传系统是合成生物学的核心，但无诱导剂时存在泄漏表达。作者开发了一种泄漏抑制工具，在保留信号的同时大幅降低大肠杆菌中诱导型遗传系统的泄漏。该系统采用一致前馈回路，利用抑制tRNA实现受控基因中沉默无义突变的条件性通读，可应用于任意配体诱导转录因子。作者以乳酸生物传感器 LldR 和阿拉伯糖生物传感器 AraC 验证原理：诱导...
重金属污染是环境领域的重要问题，可导致癌症、神经退行性和代谢疾病。本文提出一种创新便携式生物传感器，用于水样中三价砷（As(III)）和二价汞（Hg(II)）痕量测定。该系统结合两个传感模块：一是基于工程化大肠杆菌（E. coli）的全细胞模块，作为对金属的选择性识别元件；二是含三个平面微电极的电化学微型化硅器件及便携式读取系统。传...
Cupriavidus metallidurans（金属铜绿菌），尤其是模式菌株 CH34，已成为研究细菌金属抗性的模式生物。尽管当前各类组学与分子技术可不断细化、深化并拓展对金属适应与抗性机制的认识，但在 1976 年该菌最初被分离时，这些技术尚不可用。本迷你综述回顾 C. metallidurans 研究的早期历程与遗留工具，重...
蚊子依靠嗅觉定位宿主并吸血，驱避剂通过干扰气味识别的生化级联发挥作用，是控制蚊媒疾病传播的高效、低成本手段。然而，传统驱避剂发现依赖嗅觉仪等行为学实验，速度慢、通量低且易出错。为此，作者构建了一种原型全细胞生物传感器，用于快速、准确检测可改变蚊子行为的化合物，尤其是驱避剂。作为概念验证，他们通过遗传工程使毕赤酵母 Pichia pa...
荧光假单胞菌产生的抗生素2,4-二乙酰间苯三酚（DAPG）在根际生态中具有重要作用，可抑制植物病原菌、促进病害抑制，并诱导植物系统抗性、根分泌和分枝。然而，DAPG在非根际环境如体土和草地中的生态功能、分布及动态仍不清楚，且预计产DAPG菌水平较低。本研究构建了一种用于检测环境样品中DAPG及产DAPG细菌的全细胞生物传感器。该传感...
全细胞氨基酸生物传感器可感知特定氨基酸浓度并输出易检测信号，对构建微生物生产菌具有重要意义。然而，许多已报道传感器特异性较差，也会响应非目标氨基酸，且许多氨基酸的传感器仍不可用。本研究提出基于氨酰-tRNA合成酶（aaRSs）构建全细胞生物传感器的新策略，利用其普遍性和对相应氨基酸的固有特异性结合能力。以异亮氨酸传感器为例，作者首先...
细菌鞭毛马达是自然界罕见的旋转分子机器，驱动细菌游动并作为趋化信号网络的关键部件。该网络可在秒级时间尺度上感知纳摩尔至微摩尔浓度特定化学物质，马达转速与质子或钠离子动力力呈线性关系，旋转方向由趋化网络调控，且马达还具有机械传感能力。本文讨论利用细菌鞭毛马达作为多功能生物传感器的潜力，介绍自由游动追踪、拴系细胞、单马达微珠实验、趋化毛...
由于人为活动导致重金属污染，铅在环境中的积累对水生生物、植物和人类健康构成威胁。全细胞生物传感器可独立增殖，能够检测生物可利用部分，从而评估目标重金属对生态系统的影响。本研究在大肠杆菌中异源构建紫色素 violacein 的生物合成途径，并置于 T7 lac 启动子控制下，诱导剂浓度与 violacein 产量呈剂量–响应关系。随后...
神经递质苯乙胺（PEA）易被氧化生成苯乙酸（PA），且 PEA 和 PA 均为苯丙氨酸（Phe）在人体内的代谢物，因此它们是苯丙酮尿症（PKU）诊断的重要指标。本研究开发了三色全细胞生物传感器，用于同时检测 Phe、PEA 和 PA。传感器利用酪氨酸响应启动子控制绿色荧光蛋白（GFP）表达，以响应 Phe 水平；首次利用 FeaR ...
高血糖常伴随胆固醇异常等多种并发症，因此糖尿病慢病管理中同时监测血糖和胆固醇水平很重要。本研究利用酵母表面展示系统，将米曲霉TI来源的葡萄糖脱氢酶（Gdh1）和色杆菌DS-1来源的胆固醇氧化酶（Cho1）分别高拷贝展示于酿酒酵母细胞表面。随后将上述酵母细胞固定于电极上，构建两种全细胞生物传感器，用于葡萄糖和胆固醇的电化学检测。葡萄糖...
合成受体是工程化哺乳动物细胞装置的强大工具。这些生物传感器使细胞治疗能够执行复杂任务，例如在感知生理线索时调控治疗基因表达。尽管目前存在多种合成受体系统，但受体性能的许多方面仍理解不足。通常，了解受体设计选择如何影响性能特征是有用的。本研究考察了模块化胞外传感器架构（MESA），系统评估了此前未评估的设计选择，获得了显著改进的受体。...
监测共培养中的群体动态对于工程化微生物群落及生物传感应用至关重要，但在高通量格式中准确测量菌株特异性生长动态仍具挑战，尤其在使用全细胞生物传感器检测特定代谢信号的板基功能筛选中。本文建立了一种实验性高通量共培养系统，用于测量并建模荧光与细胞丰度之间的关系，将底盘无关的重组酶辅助基因组工程（CRAGE）与基于 PemrR-GFP 单芳...
细胞基检测是病毒功能表征在基础与应用研究中的关键手段。为克服病毒标记策略的局限并评估关键病毒酶，作者设计并表征了多种细胞基开关型 split GFP 荧光传感器，用于报告病毒蛋白酶活性与病毒感染。这些传感器的核心是通过蛋白结构畸变实现有效且可逆的荧光关闭态：采用单重畸变（GFP11 嵌入 eglin c 或 Npu DnaE spl...
过去30年，母猪繁殖性能提升是养猪业重大成就，但使用人工授精的猪场近年反复出现因塑料精液袋中毒性化合物导致的繁殖问题。多层塑料袋中的双酚A双缩水甘油醚（BADGE）可迁移至精液并可能影响精子功能，既往研究未观察到精子改变。本研究旨在利用扩展精子学方法评估 BADGE 对公猪精子的影响。2019年春，克罗地亚4个母猪场产仔率从92.6...
微电极在快速水毒性生物传感器开发中具有重要作用。本研究在双面氧化铟锡（ITO）玻璃上电沉积2-烯丙基苯酚，制备出具有放大微电极信号能力的纳米带电极（NRE）。该电极结构简单，可获得较大的稳态电流响应。作者以3,5-二氯酚（DCP）为模型毒物，分别采用单微电极、微电极阵列（MEA）和毫米电极作为工作电极进行对比，并以铁氰化钾（K3[F...
抗菌药物耐药是21世纪重大挑战，生物膜使细菌能耐受比浮游细胞高得多的抗生素浓度。此前研究显示，从感染斑点龟（Clemmys guttata）分离的 Aeromonas hydrophila RIT668 和 Citrobacter portucalensis RIT669（与 C. freundii 近缘）可在塑料表面形成生物膜并上...