由于多数毒物风险评估基于单种生物试验，外推到生态系统评价存在不确定性。本文开发了对苯醌介导的全细胞电化学生物传感器，将大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和酿酒酵母混合共固定，用于多污染物毒理学分析。该传感器评估了重金属离子（Cu2+、Cd2+）、3,5-二氯酚（DCP）和农药（Ametryn、Acephate）的单独及联合毒性。单毒物毒性顺序为...
可预测地整合外源生物信号与元件仍是合成细胞执行系统工程的关键挑战，亟需提高信号转导与灵敏度的通用方法。为此，作者受化学 pH 缓冲体系启发，在酿酒酵母中建模并构建了一个分子信号缓冲网络。该网络对四环素响应核糖开关进行上下文隔离，使其能够合成控制菌落形成并实现模块化信号操纵。核糖开关信号被传递至分裂转录因子的转录激活域，而相互作用的 ...
小肽类如酵母信息素的检测与定量常具挑战性。作者基于重组疏水蛋白开发了一种高灵敏、稳健的亲和检测法，用于定量酿酒酵母 α-factor 信息素。I 类疏水蛋白 EAS 及其融合 α-factor 的衍生物 EAS-α 可在亲水-疏水界面自组装成稳定单分子层；将二者以不同比例功能化固相载体后，信息素特异性抗体可结合到表面暴露的 α-fa...
本研究开发了一种新型细胞间电化学微流控芯片，用于食品过敏原的定性与定量分析。该装置可同步完成微流控细胞培养、食品过敏原诱导的细胞形态变化观察以及细胞代谢测量。研究采用 RBL-2H3 肥大细胞与 ANA-1 巨噬细胞构建细胞共培养模型，用于观察抗原刺激下的过敏应答。芯片包含两条细胞培养微流控通道，并集成四组金电极和一条附加“毛细管”...
细胞包膜是细菌的关键结构，由质膜、细胞壁以及革兰阴性菌的外膜组成，也是抗生素尤其是抗菌肽的主要作用靶标。维持其完整性对细菌在竞争环境中生存至关重要。细菌常通过双组分系统（2CS）感知外部抗生素威胁或自身产生的抗生素，并诱导特定抗性基因表达。此类转录调控发生在特定靶启动子水平，这些启动子通常受到严格调控，仅在特定抗生素存在时被诱导，且...
寄生虫病在全球造成重大健康负担，尤其在资源有限地区需要快速、低成本的检测方法。寄生虫在生命周期中常释放特异性蛋白酶，可作为检测标志物。本研究利用合成生物学策略，构建了模块化大肠杆菌和枯草芽孢杆菌全细胞生物传感器平台，将可互换的蛋白酶识别基序整合到细胞表面展示系统中。当靶标蛋白酶切割识别基序时，表位标签被移除，荧光探针无法结合，细胞出...
近年来，开发用于烷烃生产、生物传感和生物修复的合成微生物平台受到关注，但控制烷烃进入宿主细胞的速率仍是关键问题，且天然转运组分尚不明确。本研究以假单胞菌 GPo1 的 AlkBGT 烷烃单加氧酶复合物作为报告系统，评估大肠杆菌中烷烃导入，并评价两种天然转运蛋白 FadL 和 OmpW 对辛烷的转运功能。结果显示，删除 fadL 后辛...
阿根廷里奥夸尔托大学分子生物学系的生物化学课程面向生物学、微生物学、化学、农学和兽医学本科生。微生物学学生通常已修普通化学、分析化学和有机化学。通过程序化实验序列，学生可在其知识范围内探究可解决的生物化学问题。作者此前已设计并报道了一套帮助微生物学学生熟悉群体感应（QS）和群体淬灭（QQ）信号分子检测与表征技术的实验。本文描述了一套...
活细菌或酵母细胞常作为生物报告细胞用于检测特定化学分析物或样品毒性。特别是携带合成基因线路、可在特定靶标诱导下产生可靠非天然信号（如荧光蛋白或生物发光）的细菌或酵母，可构建稳健灵活的检测平台。本文报道了主要用于批量样品分析的荧光报告细菌（bactosensor）如何被部署到单一紧凑型生物芯片中，实现自动半连续靶标分析。基于大肠杆菌的...
近年来，微颗粒被用作微流控器件中的纳米多孔膜，促进多种芯片生物检测。本文报道了一种集成自组装颗粒膜（SAPM）的微流控器件，利用蒸发驱动毛细力将颗粒浓缩至目标微腔阵列，并通过依次引入不同溶液调控微腔阵列的化学环境。结果表明，该 SAPM 集成微腔阵列可在 2 h 内将微颗粒浓缩至多 120 倍，在 1 h 内将微生物细胞浓缩至多 3...
本研究旨在证明发光酿酒酵母全细胞生物传感器 Saccharomyces cerevisiae（BMAEREluc/ERα）可用于检测新鲜及储存人尿中的总体雌激素活性。源分离尿液用于农业可去除人类雌激素来源并实现氮、磷、钾等营养回收，但尿液在农业施用前应降低雌激素活性，防止其迁移至土壤。由于卫生要求通常需储存 6 个月，因此储存期间雌...
本文从海洋沉积物来源细菌Bacillus oceanisediminis 2691的基因组中挖掘到多个cadC同源基因，这些基因编码重金属响应型转录因子。作者利用荧光报告基因系统表征了各CadC蛋白对重金属离子的响应，发现不同CadC调节蛋白对Cd2+、Pb2+、AsO2−和Zn2+具有不同特异性，可作为模块化重金属生物传感器元件。...
大肠杆菌转录调控蛋白 AraC 可响应 L-阿拉伯糖调控 ara 基因表达。为开发遗传编码分子报告器，作者此前通过同时随机化配体结合口袋五个位点，并经多轮正负荧光激活细胞分选（FACS），筛选出响应三乙酸酸内酯（TAL）的 AraC 变体 AraC-TAL1。本文表明，改变筛选方案可从同一 AraC 文库中鉴定出 9 个新的 TAL...
许多细菌利用可扩散小分子信号进行群体感应（quorum sensing, QS）通讯，多数革兰氏阴性菌以酰基高丝氨酸内酯（acyl homoserine lactone, AHL）作为信号分子，并依据种群密度调控特定基因表达。本研究旨在检测从出现细菌萎蔫症状的番茄病株中分离的 Ralstonia solanacearum 菌株产生 ...
过去20年，通过遗传工程改造的微生物全细胞生物传感器（EMWCBs）在化学感知与环境监测方面取得显著进展。这类传感器以活微生物细胞为识别与转导单元，将特定代谢调控盒与报告基因连接，使目标化学物质能够诱导电流、电位、热、电导、显色、发光或荧光等输出信号，从而为污染评估提供简便替代途径。由于人类活动造成的真实污染常由多种化学物质混合组成...
基于细胞的检测方法能够识别具有细胞通透性的激酶功能调节剂，为依赖纯化重组激酶催化域的传统酶活驱动药物发现提供替代策略。本文描述了一种基于结构域的高内容生物传感器方法，用于研究内源性表皮生长因子受体（EGFR）活性。该方法利用稳定表达绿色荧光蛋白标记的GRB2 Src同源2结构域（GFP-GRB2-SH2）的A549-EGFRB细胞，...
许多细菌利用顺式-2-不饱和脂肪酸，即 DSF（可扩散信号因子）家族信号分子，进行种内和种间通讯，调控生物膜形成、运动性、水解酶产生及毒力因子表达。本研究基于 Burkholderia cenocepacia H111 中 BDSF（伯克霍尔德菌可扩散信号因子）依赖的群体感应回路组件，构建了新型 luxAB 生物发光和 GFP 荧光...
生物传感器的特异性取决于生物元件与换能器的合理匹配。本研究以实验室驯化获得的高浓度六价铬[Cr(VI)]耐受绿藻 Dictyosphaerium chlorelloides 菌株为对象，考察其他重金属离子对其光合活性的干扰。将野生型 Dcwt 与 Cr(VI) 耐受株 DcCr(VI)R25 分别暴露于递增浓度的 Ag+、Co2+、...
本研究报道了一种基于遗传调控的全细胞生物传感器，用于特异性检测有机磷农药氯吡磷（chlorpyrifos, CPF）。该传感器以大肠杆菌（Escherichia coli）为宿主，携带表达氯吡磷响应转录激活因子 ChpR 的质粒，以及由 Sinorhizobium meliloti chpA 启动子驱动的 atsBA 转录融合质粒。...
合成基因线路中的表达控制常受背景泄漏限制，难以在保持极低背景的同时获得高输出，这制约了高灵敏度生物传感器的构建。本文证明，在可调控启动子中引入辅助转录因子结合位点，可显著提高原核生物传感器电路的信噪比。以大肠杆菌 ArsR 阻遏蛋白及其操纵子为例，将额外的 ArsR 操纵子置于目标启动子下游，可呈距离依赖方式形成转录路障，降低下游报...