本研究考察经紫外照射自由基聚合和 Ce4+ 离子处理改性的聚乙烯醇（PVA）水凝胶作为快速测定水体生化需氧量（BOD）高灵敏生物传感器的潜在平台。上述改性提高了 PVA 的机械强度、稳定性和生物相容性等理化性质，使其适合在生物分析体系中固定化微生物。作者构建了基于二茂铁（FC）和中性红（NR）的双介体生物传感器系统，将酵母 Blas...
转录因子（TFs）通过结合特定信号分子（SMs）启动转录，但设计能精确识别非天然信号分子的 TFs 仍具挑战。本研究以转录激活因子 BmoR 为例，建立基于随机森林的机器学习模型 BT，用于预测决定信号分子正交性的三个关键残基区（CRRs）。作者利用 Discovery Studio 对 5700 个 BmoR 突变体与四种醇类信号...
血红素是原卟啉IX与铁形成的复合物，作为血红蛋白和肌红蛋白的必需辅基，介导氧的储存与运输；同时作为细胞色素c等酶的辅因子，参与线粒体呼吸链电子传递。与蛋白结合态血红素不同，游离或不稳定血红素具有细胞毒性、促氧化和促炎特性。游离血红素水平升高与镰状细胞病、疟疾、脓毒症等溶血性疾病相关。本综述介绍血红素的生理功能及其在人类健康与疾病中的...
尽管全细胞生物传感器在 Pb(II) 检测中取得进展，但背景泄漏和有限动态范围限制其现场应用。本研究系统评价四种不同 pbr 操纵子，并优化遗传电路架构，以开发高性能基于色素的 Pb(II) 生物传感器。将来自 Cupriavidus metallidurans、Pseudomonas aeruginosa 和 Klebsiella...
群体感应分子3,5-二甲基吡嗪-2-醇（DPO）已知可调控霍乱弧菌生物膜形成，但其在肠道共生菌中的分布尚不清楚。作者使用已验证的全细胞生物传感器 pSD8693 对 hCom2 模型微生物组中 37 株代表性肠道菌进行厌氧培养与无细胞上清检测，发现 DPO 产生广泛存在：18 株为高产生菌（>1 µM），13 株为中等产生菌（500...
异丁醇是能量密度高于乙醇的有前景生物燃料，但微生物合成产量提升仍受限于菌体合成效率。本研究在大肠杆菌中构建基于 AlkS-PalkB 转录因子系统的生物传感器，使绿色荧光与异丁醇浓度相关。通过定向进化改造 AlkS，使其能够检测异丁醇并显著提高生物传感器特异性。初始修饰将动态响应从不可检测提升至 2.60 倍变化；随后通过定点突变和...
9-氨基吖啶（9-AA）和吖啶橙（AO）是可通过嵌入 DNA 碱基间引起移码突变的荧光染料，也可影响蛋白质等细胞组分。本研究采用基于大肠杆菌的全细胞 lux 生物传感器、RT-qPCR 和 nanoDSF，检测 9-AA 与 AO 诱导细菌热休克的能力。lux 生物传感器将发光菌 luxCDABE 基因分别融合于热休克特异性诱导启动...
全细胞生物传感器是评估外源物质对活细胞效应的重要工具。本研究构建并测试了基于大肠杆菌（E. coli）和枯草芽孢杆菌（B. subtilis）的全细胞 lux 生物传感器，用于检测革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌的膜损伤。传感器将 E. coli 和 B. subtilis 的 pspA 基因应激诱导启动子分别与发光荧光假单胞菌（P. l...
重金属和芳香化合物在环境系统中的广泛存在已成为全球性重大关切。传统光谱和色谱分析方法虽精度高，但成本高、操作繁琐，限制了其在常规环境监测中的实际应用。基于转录因子的全细胞生物传感器是一种有前景的替代技术，可为环境污染物提供实时、高灵敏且低成本检测能力。本综述系统总结了近期基于转录因子的生物传感器在检测重金属和芳香化合物方面的进展，重...
急性与慢性伤口仍缺乏有效再生疗法。本研究开发胶原-氧化铈纳米颗粒水凝胶，旨在增强细胞代谢、增殖及抗氧化/抗突变活性，并加速体内伤口再生。将胶原提取物与柠檬酸或葡聚糖包覆的氧化铈纳米颗粒按不同浓度复合，经人成纤维细胞筛选出两种可促进增殖和代谢42–50%的配方；FTIR证实复合基质中存在化学相互作用。采用大肠杆菌MG1655 lux全...
为满足食品安全日益增长的需求，本研究构建了一种基于全细胞的系统，用于检测意面生产链中的钴污染。该系统基于携带 eGFP 基因的工程化细菌，eGFP 受启动子序列控制，被激活时产生荧光信号。研究测试了四个应激响应基因（DnaK、GroE、UspA 和 ZntA）启动子对钴的响应，最终选择编码通用应激蛋白的 UspA 启动子。UspA ...
基于ArsR的全细胞生物传感器可灵敏比色检测亚砷酸盐[As(III)]，但对亚锑酸盐[Sb(III)]的宽泛响应限制现场特异性。Comamonas testosteroni JL40的ant操纵子通过外排ATP酶AntA、金属伴侣蛋白AntC和调控蛋白AntR赋予Sb(III)选择性抗性。作者将antA、antC及三个antR同源基...
食品基质中的植酸、淀粉和蛋白质可螯合或吸附重金属，使其难以被生物传感器准确检测。本研究提出一种生物消化策略，通过生物信息学筛选获得大肠杆菌植酸酶基因 appA、大肠杆菌 α-淀粉酶基因 amyA 和米曲霉蛋白酶基因 AO090120000474，并将其整合到基于 MerR-RFP 的全细胞生物传感器中，使工程菌在检测汞离子 Hg2+...
细胞转运系统决定胞内分子浓度，可用于调节基于转录因子（TF）的生物传感器响应性。外排泵促进小分子外排，其活性会影响生物传感器检测准确性。本研究工程化细胞外排机制，以提高 DmpR 生物传感器响应性并降低串扰；该传感器利用酚响应型 TF DmpR 检测胞内酚类配体，但受细胞间配体扩散影响。通过敲除外排泵基因减少配体扩散并提高信号保真度...
化学物种跨细胞膜的主动运输是细胞选择性摄取营养物并排出毒性化合物的重要生物与生物技术功能。主要易化超家族（MFS）转运体可摄取和转运多种化学物种，在微生物宿主中设计用于生产或修复的合成代谢途径时，运输常决定工程菌株效率，却因膜转运蛋白在天然环境外难以表达、纯化和检测而常被忽视。本研究利用共线性分析和基因编码生物传感器，筛选了11个T...
食品安全危害可诱导DNA损伤、氧化应激、蛋白毒性应激和膜损伤等多种细胞损伤，并最终导致多种人类疾病。传统毒性试验虽有效，但常资源密集，且难以区分不同损伤类型，限制了对毒性反应的理解和靶向风险缓解策略的开发。本研究构建了一套大肠杆菌全细胞生物传感器，可区分不同类别的细胞损伤。具体而言，通过精确控制外源转录抑制因子LexA表达，优化了基...
本文是《食品科学与生物技术》期刊于2025年发表的一篇更正通知，对应原题为“基于工程化布拉迪酵母的硝酸盐响应型全细胞生物传感器”的研究。更正内容仅涉及作者署名与通讯作者标注：Jonghyeok Shin 应被标注为共同通讯作者。文本未提供原研究的摘要、材料与方法、实验结果、检测性能或应用验证，因此无法从中提取传感器结构、检测原理、灵...
TtgR是假单胞菌中调控多药耐药性的转录抑制因子，可响应多种配体并控制ttgABC外排泵基因表达。本研究利用TtgR及其天然启动子PttgABC作为遗传元件，在大肠杆菌中构建转录因子型生物传感器，并将PttgABC与egfp偶联，使传感器响应多种黄酮类化合物。为增强选择性和特异性，作者对TtgR配体结合口袋进行结构导向的遗传工程改造...
前列腺癌是全球男性最常见恶性肿瘤之一，亟需快速、准确的早期诊断工具。本研究提出并开展初步临床验证，开发一种基于生物电阻抗的新型生物传感器，用于检测人血清中的前列腺特异性抗原（PSA）。该系统将分子识别膜工程（MIME）与 xCELLigence 实时细胞分析平台相结合，采用经抗PSA抗体电插入修饰的 Vero 细胞作为传感元件。优化...
到2050年，全球人口增长将显著增加粮食需求，给农业带来压力。传统化肥和农药虽提高产量，但可持续性差。工程化土壤微生物是替代方案，但根际存活率低且异源基因表达代谢负担高。为此，作者在荧光假单胞菌SBW25中构建了一种微生物全细胞生物传感器，仅在接近植物根且细菌密度较高时激活基因表达。该传感器改造pSal/nahR系统以响应根分泌物水...