A cAMP-biosensor-based assay for measuring plasma arginine-vasopressin levels.
精氨酸加压素（AVP）是由9个氨基酸组成的环肽激素，通过血管加压素V2受体（V2R）激活Gs蛋白并升高细胞内环磷酸腺苷（cAMP）水平，从而调节肾脏水重吸收。血浆AVP是中枢性尿崩症（CDI）诊断的重要生物标志物，传统放射免疫分析（RIA）存在操作复杂、耗时长且需处理放射性同位素等缺点。本研究建立了一种基于cAMP生物传感器的血浆A...
Engineering a synthetic gene circuit for high-performance inducible expression in mammalian systems.
诱导型基因表达系统可通过小分子控制目的基因表达，但常需在低泄漏与高诱导表达之间折中。本文提出一种基于定量合成生物学的替代策略，在不改变转录因子和启动子的前提下，利用合成基因回路降低泄漏并维持高表达。作者通过数学建模比较了相干前馈回路、相互抑制及其组合回路，发现相干抑制回路（CIL）性能最优。据此，将 CRISPR-Cas 内切核酶 ...
Long-duration environmental biosensing by recording analyte detection in DNA using recombinase memory.
微生物生物传感器可将环境信息转化为实时视觉输出，但在土壤和污水等复杂环境中受光学不可及性限制。能在较长时间窗口内记录瞬时分析物暴露并供后期检索的传感器有望解决该问题。本文测试了重组酶记忆生物传感器在分析物暴露后 8 天（约 70 代）内检测糖阿拉伯糖和微生物通讯分子 3-氧代-C12-L-高丝氨酸内酯（C12-AHL）的性能。传感器...
Development of a sensor for disulfide bond formation in diverse bacteria.
细菌中，二硫键对细胞包膜蛋白的折叠与稳定性有贡献。大肠杆菌中，DsbA 催化周质底物蛋白形成二硫键，内膜蛋白 DsbB 将电子从 DsbA 转移至醌以再生 DsbA；放线菌等使用 VKOR 执行类似 DsbB 功能。DsbA 和 DsbB/VKOR 是新型药物靶标，抑制它们可同时影响毒力因子、外膜生物发生、细胞分裂和耐药相关蛋白的折...
Characterization of flavonoids with potent and subtype-selective actions on estrogen receptors alpha and beta.
雌激素调控转录的起始步骤是配体与雌激素受体（ERα和ERβ）结合。食物和环境中的植物化学物质可与内源性激素竞争，改变生理反应。本研究利用工程化生物传感器 ERα 和 ERβ PRL-array 细胞系，对224种黄酮化合物进行筛选，以表征其在雌激素信号通路多个步骤中的活性。结果显示，83种和96种黄酮分别可激活 ERα 或 ERβ；...
Engineering and application of LacI mutants with stringent expressions.
理想的转录调控回路应在无诱导剂时保持沉默，并在加入效应物后具有宽诱导动态范围。大肠杆菌 lac 操纵子启动子 Plac 因 LacI 对操纵子亲和力中等而存在泄漏表达。本研究通过定向进化改造 LacI 调控蛋白，获得携带 I79T 和 N246S 突变的 M7 突变体。与野生型 LacI 相比，M7 使 lac 启动子泄漏表达降低约...
Biosensor and machine learning-aided engineering of an amaryllidaceae enzyme.
实现治疗性生物碱的工业规模生物制造面临生物催化剂工程缓慢的挑战。石蒜科生物碱（如治疗阿尔茨海默病的加兰他敏）是结构复杂的植物次级代谢物，通常需从低产水仙中萃取纯化。本文提出一种生物传感器—机器学习技术栈，用于在大肠杆菌中工程化石蒜科生物碱关键分支中间体 4′-O-甲基去贝拉定（4NB）相关酶。通过定向进化，作者基于 RamR 转录因...
Novel biosensor for high-throughput detection of progesterone receptor-interacting endocrine disruptors.
环境中与孕激素受体（PR）相互作用的化合物具有显著健康风险，但现有检测方法繁琐且难以高通量筛选。本文报道一种基于生物活性的全细胞荧光生物传感器，用于快速、可靠地筛查与 PR 相互作用的内分泌干扰物（EDCs）。该传感器为稳定表达核定位 mCherry-NF1 和 GFP-GR-PR 嵌合受体的 Hepa1 Tet-off 细胞系；G...
An engineered bacterial symbiont allows noninvasive biosensing of the honey bee gut environment.
蜜蜂是研究宿主—肠道微生物互作的重要模型，也是关键传粉昆虫。细菌生物传感器可为宿主与共生菌群之间的复杂互作提供关键信息，但由于缺乏非侵入性肠道内容物采样方法，且可用于改造共生菌的遗传工具有限，蜜蜂中的相关传感器开发长期受限。本研究构建了一套用于遗传改造蜜蜂肠道共生菌的通用分子工具包，并首次在蜜蜂中建立粪便采样技术。作者将蜜蜂原生肠道...
Directed Evolution of 4-Hydroxyphenylpyruvate Biosensors Based on a Dual Selection System.
基于变构转录因子的生物传感器在合成生物学中应用广泛。本研究利用不动杆菌ADP1中的转录因子PobR构建生物传感器，其天然配体4-羟基苯甲酸（4HB）结合后激活PpobA启动子。为筛选响应4-羟基苯基丙酮酸（HPP）的PobR突变体，作者在E. coli中建立双选择系统：正选择用于富集能识别目标配体的突变体，负选择用于消除或削弱仍响应...
Systematic promoter design for plasmid-encoded S-adenosylmethionine sensing systems.
S-腺苷甲硫氨酸（SAM）是重要的生物分子，主要作为甲基供体参与多种生物学功能，也是有价值甲基化化合物生物合成的关键前体，但其供应常成为合成代谢瓶颈。为突破该瓶颈并重塑 SAM 稳态，需要高通量检测胞内 SAM 可用性变化的传感系统。本研究构建了仅含最少组分的质粒系统，将荧光蛋白置于受内源 MetJ 转录因子控制的启动子下游；Met...
A novel Escherichia coli cell-based bioreporter for quantification of salicylic acid in cosmetics.
基于转录因子的生物报告菌已被广泛用于环境毒物监测。在大肠杆菌中，多重抗生素抗性调节蛋白（MarR）结合水杨酸（SA）后可诱导转录。本研究利用 mar 操纵子操纵区（PmarO）和 MarR 分别作为报告域与传感域，构建了 SA 特异性大肠杆菌全细胞生物传感器。基于内源 MarR 和野生型大肠杆菌的生物报告菌虽能响应 SA，但灵敏度和...
A whole-cell hypersensitive biosensor for beta-lactams based on the AmpR-AmpC regulatory circuit from the Antarctic Pseudomonas sp. IB20.
检测抗生素残留对降低其环境影响至关重要，但现有方法复杂且昂贵，生物传感器提供了替代方案。尽管已有多种抗生素生物传感器，但针对 β-内酰胺类的特异性传感器仍缺乏。本研究基于南极假单胞菌 Pseudomonas sp. IB20 的 AmpC β-内酰胺酶调控系统 ampR–ampC 开发了一种全细胞生物传感器。AmpR–AmpC 系统...
Tonic NMDAR Currents of NR2A-Containing NMDARs Represent Altered Ambient Glutamate Concentration in the Supraoptic Nucleus.
NMDA受体（NMDARs）通过突触相态兴奋性突触后电流和突触外tonic模式调节脑内谷氨酸能兴奋性。本文证明，含NR2A亚基的NMDAR介导的tonic NMDAR电流（INMDA）是检测上视丘核（SON）环境谷氨酸水平变化的有效生物传感器。在低胞外Mg2+、-70 mV下，用非选择性NMDAR拮抗剂AP5测量大细胞神经分泌细胞（...
Novel yeast-based biosensor for environmental monitoring of tebuconazole.
随着农业对农药依赖增加，农药残留的环境监测至关重要。现有液相色谱、气相色谱和质谱方法灵敏度高，但流程复杂、成本高，不适合常规快速筛查。本文开发了一种用于环境水体中特布康唑（tebuconazole, TEB）监测的酵母生物传感器。作者以酿酒酵母（S. cerevisiae）BY4741为底盘，将报告基因yNLuc置于TEB暴露后可被...
A novel ERβ high throughput microscopy platform for testing endocrine disrupting chemicals.
本研究建立了一种雌激素受体β（ERβ）诱导型生物传感器模型 GFP-ERβ:PRL-HeLa，这是一种基于单细胞的高通量体外检测平台，可直接可视化并定量 GFP 标记 ERβ 与雌激素反应元件（ERE）的结合、ERβ 诱导的染色质重塑，并通过针对催乳素（PRL）-dsRED2 报告基因 mRNA 的荧光原位杂交监测转录变化。该模型在...