为在生物反应器中高效生产重组蛋白，需要实时监测哺乳动物生产细胞的最适生长速率。本文首次报道在最高1.2 L生物反应器培养条件下，利用无需额外染色或标记的荧光读出，监测与生产相关的哺乳动物细胞系的生长行为和细胞周期状态。作者基于Miyawaki等开发的FUCCI系统，构建了两种新的CHO-K1衍生细胞系CHO-K1 FUCCI CM和...
本研究开发了一种体外概念验证的“感知-杀灭”系统，利用合成生物学方法在野生型大肠杆菌中靶向霍乱弧菌。工程化大肠杆菌通过霍乱弧菌群体感应分子 CAI-1 特异性识别病原菌，并响应表达裂解蛋白 YebF-Art-085，使宿主自裂解释放杀菌蛋白 Art-085，从而杀灭霍乱弧菌。作者分别表征了 YebF-Art-085 与 Art-08...
自20世纪70年代发现群体感应（QS）以来，大量研究表明弧菌通过N-酰基高丝氨酸内酯（AHLs）协调生物膜形成、毒力、致病性和生物发光等过程。然而，除少数模式菌株外，更广泛环境弧菌产生的AHL多样性仍不清楚。为评估环境弧菌的QS能力，作者对Banyuls细菌保藏库中87株Vibrio spp.菌株进行AHL产生能力筛选。该筛选基于覆...
本研究对大肠杆菌 lac 操纵子阻遏蛋白 LacI 的效应物结合特异性进行工程改造。基于 LacI 饱和突变文库，采用流式细胞分选（FACS）正负双筛选策略，获得突变体 LacI-L5。该突变体能被乳果糖特异性诱导，而乳糖、表乳果糖、麦芽糖、蔗糖、纤维二糖和蜜二糖等双糖均不能诱导其表达。基于 LacI-L5 构建了全细胞乳果糖生物传...
本研究评估由 Diether-NH2 和卵磷脂（EPC）制备的阳离子脂质体用于体外基因递送。利用对人 HEK293T 和肝癌 HepaRG 细胞（分别为易转染和难转染细胞）研究脂质组成（EPC 与 Diether-NH2 摩尔比）对体外转染效率和细胞毒性的影响。结果显示，与商品化转染试剂相比，EPC/Diether-NH2 脂质体在...
天然产物在医药、食品和饮料等领域日益普及，但其毒性与安全问题备受关注。本文报道了一种基于生物传感器的两相药理学谱（BTPP）方法，用于发现、监测和控制受体靶向天然产物。BTPP 采用共振波导光栅（RWG）生物传感器，对细胞内动态质量重分布（DMR）进行无标记、非侵入检测；DMR 是受体受到毒物刺激后蛋白重分布所致的现象。该方法不仅能...
花生（Arachis hypogaea L.）与慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）建立固氮共生，相关根瘤菌依赖 N-酰基高丝氨酸内酯（AHL）进行群体感应（QS）。为研究花生在细菌 QS 中的作用，作者采用可检测 AHL 的细菌生物传感器菌株，开展标准及改良生物测定，以鉴定植物材料中 QS 类似物并评估植物—细菌互作过程中...
本文研究了一种基于双介体的全细胞电化学生物传感器用于废水急性生物毒性检测的可行性与灵敏度。亲脂性介体甲萘醌（menadione）可进入酿酒酵母细胞，介导胞内代谢活动；亲水性铁氰化钾（K3Fe(CN)6）作为胞外电子受体，将甲萘醌氢（menadiol）的电子传递至阳极。含硼掺杂纳米金刚石（BND）颗粒的壳聚糖水凝胶膜电沉积于玻璃碳（G...
细菌全细胞生物传感器通过遗传工程实现了对多种危险化学物质的选择性、可靠检测。与质谱、原子吸收等传统仪器相比，全细胞传感器成本低、无需复杂设备，并能反映分析物的生物可利用性与毒性。然而，活细胞传感器通常保质期有限，需要冷藏、冷冻或特定储存条件，在试剂、仪器和专业人员匮乏的现场环境中应用受限。为克服上述问题，可将生物传感基因构建体转入可...
胞内代谢传感器可用于高效筛选和优化微生物细胞工厂，尤其便于直接获取代谢途径动力学与瓶颈信息。本文开发了一种双层生物传感器，使其同时在两个层面工作：一是通过转录因子介导的烷烃感应，二是通过酶与代谢物的相互作用，从而揭示烷烃代谢的动态过程。该传感器可根据细胞背景用于监测烷烃降解或烷烃合成。烷烃由位于天然烷烃诱导启动子 PalkM 下的绿...
约18–20%人类乳腺癌存在人表皮生长因子受体2（HER2）过表达，临床通常仅对HER2阳性肿瘤使用抗HER2靶向治疗。然而，临床试验再分析提示部分HER2阴性患者也可能从抗HER2治疗中获益，因此需要检测HER2信号通路活性等生物学因素以识别潜在获益人群。本研究展示了一种基于生物传感器的CELx HSF检测，用于实时测量活细胞中H...
细菌生活在不断变化环境中，为适应生理状态必须感知环境变化。当前对信号检测与处理机制及元件的理解，使我们能够利用一系列遗传元件处理环境信息。类似工程师使用电子元件构建电路，可重新连接细胞元件，构建数字逻辑和模拟基因电路，以编程方式使细胞对特定刺激产生设计行为。本文介绍设计和实现合成细胞基生物传感器的方法与协议，这些传感器利用工程化遗传...
新鞘氨醇杆菌 HR1a 能以多种多环芳烃（PAHs）作为唯一碳源生长。作者鉴定出两个含有环羟基化双加氧酶基因的转座子，并证明其中一个双加氧酶在该菌株 PAH 代谢中起关键作用；其大亚基 pahA 突变体不能以 2、3 或 4 环芳烃生长。通过将 lacZ 基因与途径启动子融合，发现双加氧酶基因表达可被某些 PAH 及其代谢中间物特异...
环境内分泌干扰化合物广泛来源于农药、增塑剂和药物等，已被认为与肥胖、糖尿病和癌症等疾病相关。由于这些化合物活性高且化学结构差异大，目前缺乏广谱、快速的检测方法。作者开发了一种快速、便携且无需专业技能的操作策略，基于在大肠杆菌表面表达天然雌激素受体α（ERα）构建体，使系统能够识别多种有害化合物，并通过细菌结合到修饰电极上引起阻抗变化...
肝功能障碍和衰竭是脓毒症的严重并发症，但脓毒症期间肝细胞功能障碍和坏死的病理机制仍不清楚。本研究旨在探讨脓毒症生物标志物降钙素原（procalcitonin, PCT）是否调节肝细胞功能与活力。作者采用一种已表征并获专利的体外肝细胞毒性生物传感器系统，将人肝癌细胞系 HepG2/C3A 暴露于 0.01–50 ng/mL PCT 共...
线粒体自噬是一种靶向清除受损线粒体的细胞器特异性自噬形式，可维持细胞稳态并防止活性氧积累；帕金森病相关蛋白 PINK1 和 Parkin 在线粒体自噬启动中起关键作用。本文介绍一种基于图像的高通量方法，用于定量检测线粒体 Parkin 易位，即线粒体自噬启动的关键机制事件。作者利用稳定表达 mCherry-Parkin 融合蛋白的人...
放线菌基因组挖掘旨在发现可开发为药物的新型生物活性次级代谢物。本文开发了一种基于阻遏蛋白的生物传感器，用于检测链霉菌中已被激活的次级代谢物生物合成基因簇。研究选择 S. lividans TK24 基因组中 undecylprodigiosin 和 coelimycin 两个生物合成基因簇作为原理验证对象；二者编码 TetR 样阻遏...
本文报道了一种将化学响应性传感与小分子诱导蛋白二聚化相结合的合成生物学策略，用于在哺乳动物细胞中构建人工 Fe2+ 信号回路。作者以脱落酸（ABA）为基础，设计并合成了一系列 ABA-FE 衍生物，其中 ABA-FE18 兼具 Fe2+ 识别切割和蛋白二聚化诱导双重功能：在正常细胞 Fe2+ 水平下保持稳定，在高 Fe2+ 刺激下发...
木质素是生物炼制中生产香兰素等高附加值化学品的潜在原料，但缺乏快速检测木质素降解产物的高通量方法，限制了定向进化等酶工程策略。本研究通过 RNA 测序分析亚致死浓度香兰素处理的 E. coli 细胞，鉴定到香兰素诱导启动子，并将 very green fluorescent protein（vGFP）基因置于该启动子下游，构建遗传编...
核糖开关是一类 RNA 传感器，通过 mRNA 5' 非翻译区在化学诱导下发生结构变化来调控下游基因表达。将特定核糖开关与报告基因系统偶联，可将细胞对化学物的检测转化为可量化的报告蛋白信号。然而多数报告系统仅在目标分析物存在时产生信号，难以判断未诱导生物传感器在真实应用中的活性和定位。为此，作者开发了基于大肠杆菌菌毛相变系统的双色报...