Inhibitory Effects of Artificial Sweeteners on Bacterial Quorum Sensing.
尽管人工甜味剂常被视为安全有益，但其对肠道菌群的影响仍不明确。肠道微生物通过群体感应（quorum sensing, QS）进行细胞间通讯并调控群体行为。本研究旨在评估人工甜味剂对细菌 AHL 通讯系统的影响。作者采用生物传感器检测、生物物理蛋白表征、微尺度热泳（MST）、群集运动、生长检测和分子对接等方法，发现阿斯巴甜（aspar...
Evaluation of Cancer Cell Lines by Four-Point Probe Technique, by Impedance Measurements in Various Frequencies.
基于细胞的生物传感器有望成为快速、简便且低成本监测化疗早期效应的工具。本研究采用四探针电化学阻抗法，对四种不同组织来源的癌细胞悬液（SK-N-SH、HeLa、MCF-7和MDA-MB-231）在两种细胞密度（50 K和100 K cells/500 µL）下进行测量。每种细胞均施加抗肿瘤药物多柔比星（DOX），以考察该方法能否在药物...
Constructing of
本文报道了基于枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）的新型生物发光生物传感器，用于检测DNA损伤剂和氧化应激诱导剂。作者构建质粒pNK-DinC、pNK-AlkA和pNK-MrgA，将发光杆菌（Photorhabdus luminescens）luxABCDE报告基因分别置于枯草芽孢杆菌应激诱导启动子PdinC（SOS）...
Computer-Aided Rational Engineering of Signal Sensitivity of Quorum Sensing Protein LuxR in a Whole-Cell Biosensor.
LuxR 是细菌群体感应相关转录因子，可响应信号分子 3-氧代己酰高丝氨酸内酯（3OC6-HSL）。本研究采用分子动力学模拟和分子力学广义 Born 表面积（MM-GB/SA）方法，理性识别费氏弧菌 LuxR 中与 3OC6-HSL 相互作用的关键残基。异亮氨酸 46 被选为工程化关键位点，其中 LuxR-I46F 对 3OC6-H...
A Highly Sensitive Luminescent Biosensor for the Microvolumetric Detection of the
铜绿假单胞菌产生的铁载体绿脓菌素（pyochelin, PCH）是重要毒力因子，可在感染过程中促进细菌生长。尽管体内 PCH 产生证据充分，但生物样品中 PCH 定量困难，传统方法需大体积提取、有机溶剂处理和耗时纯化。本文报道一种生物发光全细胞生物传感器，用于快速、灵敏、单步定量生物样品中的 PCH。作者将 PCH 合成基因 pch...
A High-Content Screen for the Identification of Plant Extracts with Insulin Secretion-Modulating Activity.
本文报道了一种用于鉴定具有胰岛素分泌调节活性植物提取物的高通量筛选方法。作者利用稳定表达胰岛素–海肾荧光素酶融合蛋白（Ins-GLuc）的小鼠 MIN6 β 细胞，在活细胞水平定量胰岛素分泌。通过检测细胞上清中 GLuc 与底物 coelenterazine 反应产生的化学发光，评估超过 1100 种水溶性植物提取物和合成参照化合物...
Ribose-Binding Protein Mutants With Improved Interaction Towards the Non-natural Ligand 1,3-Cyclohexanediol.
生物报告器是由基因改造的活细胞组成，当目标化合物存在时产生易于测量的信号。其核心是感知蛋白或适配体，配体结合后调控报告蛋白表达。周质结合蛋白（PBP）曾被提出作为设计非天然配体识别受体的通用支架，但成功有限。本研究以大肠杆菌核糖结合蛋白（RbsB）为骨架，结合计算模拟、随机突变和报告基因筛选，优化了原本用于识别非天然配体1,3-环己...
Electrochemical Cell-Based Sensor for Detection of Food Hazards.
食品安全问题日益受到关注，常见食品危害物包括生物、化学和物理危害，可引发腹泻、癌症甚至死亡。生物传感器因特异性高、灵敏度高、反应时间短、成本低、体积小、操作简便而受到重视。基于细胞的电化学检测方法具有高精度和非破坏性特点，能更好地反映食品危害物对生物体的损伤。本文综述了电化学细胞生物传感器的特征及其在常见食品危害物检测中的应用，重点...
Clinical Application of the Novel Cell-Based Biosensor for the Ultra-Rapid Detection of the SARS-CoV-2 S1 Spike Protein Antigen: A Practical Approach.
针对SARS-CoV-2大规模筛查需求，本研究报道了一种基于生物电识别检测（BERA）的新型全细胞生物传感器在临床鼻咽拭子样本中的实际应用。该传感器以电穿孔膜工程化的SK-N-SH神经母细胞为生物识别元件，将人源嵌合抗SARS-CoV-2 S1刺突蛋白抗体（CR3022）插入细胞膜；当样本中的S1抗原与膜上抗体结合时，细胞膜结构和生...
Vanillin Activates Human Bitter Taste Receptors TAS2R14, TAS2R20, and TAS2R39.
香草是世界上最常用的食品香料之一，香草醛（vanillin）是加工香草中的主要成分，通常赋予食品甜香，但也可在较高浓度下产生苦味。此前香草醛苦味的分子机制尚不清楚。本研究在体外检测缓冲液中配制香草醛，并对全部 25 个已知人类苦味受体 TAS2R 进行功能检测。结果显示，香草醛以浓度依赖方式激活 TAS2R14、TAS2R20 和 ...
Indigoidine biosynthesis triggered by the heavy metal-responsive transcription regulator: a visual whole-cell biosensor.
全细胞生物传感器因能监测生态系统中生物可利用重金属污染而受到关注。天然色素可提供可视且可测量的输出信号，用于指示生物可利用重金属的存在。此前，在大肠杆菌中异源表达单模块非核糖体肽合成酶 BpsA 和磷酸泛酰巯基乙胺转移酶 PcpS 已实现蓝色色素靛蓝素（indigoidine）的生物合成。本文进一步开发基于靛蓝素的全细胞生物传感器，...
Engineered acetoacetate-inducible whole-cell biosensors based on the AtoSC two-component system.
全细胞生物传感器在工业、医学和环境应用中具有潜力，可通过改造细菌天然感知机制构建。本文报道了一组基于大肠杆菌 AtoSC 双组分系统（TCS）的新型乙酰乙酸（acetoacetate, AcAc）感应生物传感器。作者首先建立了描述 AtoSC TCS 动力学行为的常微分方程（ODE）模型，并利用 Morris 敏感性分析识别影响传感...
Synergistic effects of contaminants in Lombardy waters.
本文针对水污染中多种污染物协同环境效应难以量化的问题，分析了2018年意大利伦巴第地区地表水和地下水污染物地理定位数据。该地区农业产量高，除草剂和杀虫剂浓度常超过法定限值，且主要出现在地表水。通过地理定位与关联规则分析，识别出多种农药共现的热点区域。作者进一步以衣藻（Chlamydomonas reinhardtii）作为全细胞生物...
Engineering of a Biosensor in Response to Malate in
苹果酸是三羧酸循环关键中间代谢物，在医药和食品中有重要用途，但微生物合成法仍处于早期阶段。代谢工程中的关键问题之一是苹果酸动态且细微的变化难以检测，亟需直接、精确检测微生物代谢中苹果酸的技术，以支持工程菌株高通量筛选。本研究在地衣芽孢杆菌中构建了响应苹果酸的遗传编码生物传感器。首先鉴定关键调控子 MalR 及传感器作用位点，随后通过...
Detection of Quorum Sensing N-Acyl-Homoserine Lactone Molecules Produced by Different Resistant Klebsiella pneumoniae Isolates Recovered from Poultry and Different Environmental Niches.
本研究采用改良并经验证的HPLC方法，检测并鉴定来自禽类和环境样本中不同耐药肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumoniae）产生的N-酰基高丝氨酸内酯（AHLs）。共分离56株肺炎克雷伯菌，进行药敏试验，并用根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）NTL4生物传感器系统和验证HPLC方法筛选AHL产...
Application of organosilicate matrix based on methyltriethoxysilane, PVA and bacteria
本研究将 Paracoccus yeei VKM B-3302 细菌固定于由正硅酸乙酯（TEOS）、甲基三乙氧基硅烷（MTES）和聚乙烯醇（PVA）构成的有机硅溶胶-凝胶基质中，PVA 用作结构调节剂。光学显微镜显示，MTES 含量越高，固体材料结构越柔软，并观察到可能含有细菌细胞的结构。对固定化细菌催化能力分析表明，当 MTES ...
Development of a bioavailable Hg(II) sensing system based on MerR-regulated visual pigment biosynthesis.
本研究基于人工汞抗性操纵子开发了一种用于检测生物可利用 Hg(II) 的紫色素全细胞生物传感器。该传感器以大肠杆菌 TOP10 为宿主，将汞抗性调节蛋白 MerR 及其启动子 Pmer 与紫色素合成基因簇 vioABCDE 组装成遗传回路。无 Hg(II) 时，MerR 二聚体结合 Pmer 并阻遏下游基因转录；当生物可利用 Hg(...
A Biosensor for Detection of Indole Metabolites.
微生物产生的吲哚代谢物是一类在人类健康、作物生产和抗生素耐药背景下发挥种间与跨界信号作用的分子。作者挖掘蛋白质数据库，寻找可识别吲哚代谢物的传感结构域，并开发了一种检测吲哚-3-甲醛（I3A）的生物传感器。微生物来源的 I3A 可通过激活芳烃受体（AhR）通路减轻溃疡性结肠炎等疾病中的炎症。作者在大肠杆菌中构建携带单一质粒的嵌合双组...
Construction of cadmium whole-cell biosensors and circuit amplification.
由于镉污染普遍且危害严重，建立高效、低成本的镉监测技术具有重要意义。本研究首先利用不同检测元件、报告元件和宿主的组合，设计了30种镉全细胞生物传感器（WCB）。经预筛选，以铜绿假单胞菌KT2440为宿主、由镉响应转录因子CadR和红色荧光蛋白mCherry构成的KT-5-R表现最佳，被选作进一步分析和工程改造对象。为提高灵敏度，作者...
Microbial whole-cell biosensors: Current applications, challenges, and future perspectives.
微生物全细胞生物传感器（MWCBs）利用工程化微生物在目标分析物存在时产生或抑制报告蛋白表达，通过报告蛋白产生的可量化信号测定样品中生物可利用分析物水平，其成本通常低于常规分析仪器，并具备稳健、可微型化、高通量和多联检测潜力。本文系统综述 MWCB 的工作原理，区分微生物表面展示传感器与全细胞传感器，介绍组成型与诱导型表达系统，以及...