New Insight into Plasmid-Driven T7 RNA Polymerase in
T7 RNA聚合酶（T7RNAP）与T7启动子是合成生物学中强大的遗传元件，质粒驱动T7（PDT7）回路具有广泛应用前景，但其毒性与不稳定性仍限制使用。本研究构建了16种组成型PDT7遗传回路，系统考察T7RNAP与T7启动子正交性对毒性和稳定性的影响。通过构建过程、细胞生长曲线和蛋白分析，阐明T7系统毒性主要源于T7系统对RNA合...
A New Biosensor for Stilbenes and a Cannabinoid Enabled by Genome Mining of a Transcriptional Regulator.
体内生物传感器是代谢工程和合成生物学中的有力工具，但已表征转录调控因子数量有限，制约了新生物传感器的开发。微生物广泛的感知能力和大量可用基因组序列，为通过基因组挖掘新转录调控因子开发新型生物传感器提供了潜力。本文报道了通过挖掘 Novosphingobium aromaticivorans DSM 12444 基因组，开发并工程化一...
A sperm-cell-based biosensor using a fluorescence probe for responsive signal readout toward bitter flavor detection.
苦味检测因药物和食品安全问题受到广泛关注，现有苦味评价方法在性能和操作方面仍有提升空间。本研究提出一种新型精子细胞生物传感器（SCB），以活小鼠精细胞作为主要传感元件，采用 Fluo 4-AM 作为荧光换能器，并结合流式细胞术实现苦味化合物的快速定量检测。研究通过不同奎宁浓度优化了 SCB 的制备条件，并采用奎宁及另外两种苦味化合物...
Dissolved organic matter controls of arsenic bioavailability to bacteria.
灌溉和饮用水中的砷对全球人类健康构成威胁。溶解性有机质（DOM）是普遍存在且具光反应性的砷吸附剂，既能抑制也能增强砷的迁移。微生物可通过被认为发生在细胞内的氧化还原过程控制矿物结合砷的释放，但 DOM 对微生物砷生物可利用性的作用虽常被提及，却缺乏实验检验。本研究使用全细胞生物传感器，检验 DOM 对 As(III) 和 As(V)...
Building artificial genetic circuits to understand protein function.
仅凭三维结构难以完全揭示蛋白质的固有功能属性，系统分析突变蛋白变体可提供关键信息。深度突变扫描可在单次实验中同时分析数百万种蛋白变体的功能，但必须将突变基因型与可选择的表型相耦合。本章概述如何在酿酒酵母中构建人工遗传回路，以维持基因型—表型联系，从而实现该策略的通用应用。文中描述了在酵母中设计遗传选择、构建突变蛋白库以及分析测序数据...
New HER2-negative breast cancer subtype responsive to anti-HER2 therapy identified.
目的：在识别 HER2 阴性乳腺癌患者是否适合抗 HER2 治疗时，除 HER2 蛋白定量外，测量 HER2 信号功能活性可能很重要。CELx HSF 测试利用患者活肿瘤细胞在生物传感器上的阻抗变化，识别 HER2 相关信号异常升高（HSFs+）且可能对抗 HER2 治疗有反应的患者。方法：该测试用于评估检测异常 HER2 信号的灵...
Development of High-Performance Whole Cell Biosensors Aided by Statistical Modeling.
全细胞生物传感器是由细胞组分构成的遗传系统，可将化学物质或其他刺激转化为用户定义的基因表达输出，用于传感与控制。然而，实现最佳性能所需的生物传感器调控组分表达水平并不直观，传统迭代方法难以高效探索多维实验空间。为此，作者采用实验设计（DoE）方法系统映射基因表达水平，并构建性能增强的生物传感器。该方法应用于响应木质素生物质分解产物原...
Understanding mercury methylation in the changing environment: Recent advances in assessing microbial methylators and mercury bioavailability.
甲基汞（MeHg）是一种神经毒素，主要来源于自然水环境中微生物对无机汞的甲基化，并通过食物链生物富集和生物放大，威胁人类健康。极地地区和稻田土壤是潜在的汞甲基化热点，易受全球气候变化和可持续农业耕作措施等自然与人为扰动影响。本文讨论了环境条件变化对甲基化微生物群落和汞形态的影响，并综合了当前识别活性汞甲基化者及评估不同汞形态生物可利...
An FcεRI-IgE-based genetically encoded microfluidic cell sensor for fast Gram-negative bacterial screening in food samples.
本研究构建了一种基于 FcεRI-IgE 的基因编码微流控细胞传感器，用于食品样品中革兰氏阴性菌的快速筛查。通过基因工程抗体技术制备 CD14-Fcε IgE 嵌合蛋白，使其能够识别目标细菌或脂多糖（LPS）。首先利用慢病毒转染建立稳定表达 GCaMP6s 的 RBL-2H3 肥大细胞系，以监测细胞内钙离子流并提高检测灵敏度。微流控...
Newly Developed System for Acetamiprid Residue Screening in the Lettuce Samples Based on a Bioelectric Cell Biosensor.
随着人口增长和果蔬产量需求增加，农业生产对快速检测农药残留提出更高要求，但传统实验室方法往往耗时数天。本研究开发了一种基于生物电细胞生物传感器（BERA）原理的定制检测系统，通过测量细胞膜电位变化对关键农药进行多项目现场筛查。该系统采用新开发的多通道硬件和 Android 应用程序，可在 3 分钟内给出结果。实验表明，噻虫嗪（ace...
Processing two environmental chemical signals with a synthetic genetic IMPLY gate, a 2-input-2-output integrated logic circuit, and a process pipeline to optimize its systems chemistry in Escherichia coli.
合成遗传器件可在活细菌中执行分子计算，感知多种环境化学信号并按人工设计进行逻辑处理。IMPLY 是四种基本逻辑功能之一，属于“若P为真则输出跟随Q，否则为真”的约束型逻辑。本文借鉴电子学层级思想，在单个大肠杆菌细胞中设计、构建并优化了一种全谱转录级联合成遗传 IMPLY 门，使其能够感知并整合两种环境化学信号。该 IMPLY 门被进...
Active Analyte Import Improves the Dynamic Range and Sensitivity of a Vitamin B
无细胞系统为开发低成本、易使用的多分析物传感器提供了灵活平台，但传感器响应灵敏度受结合亲和力限制，而提高亲和力往往困难。本文围绕维生素B12这一关键微量营养素，报道了通过主动分析物导入改善生物传感器动态范围和灵敏度的策略。作者首先利用B12响应转录因子EutR在无细胞反应中实现B12依赖的GFP输出，但该无细胞传感器仅在远高于临床相...
High-Resolution Scanning of Optimal Biosensor Reporter Promoters in Yeast.
本文报道了一种用于酵母全细胞生物传感器报告启动子的高分辨率扫描策略。作者以酿酒酵母为宿主，构建 VanO、BenO 和 PcaO 操作子在不同位置相对转录起始位点排列的启动子文库，分别由 pTEF1 或 pCYC1 启动子骨架承载，并驱动绿色荧光蛋白（GFP）报告基因表达。通过引入转录因子 VanR、BenM 和 PcaQ，研究香草...
Engineering G protein-coupled receptor signalling in yeast for biotechnological and medical purposes.
G蛋白偶联受体（GPCR）是人类基因组中最大的膜蛋白家族，具有保守的七次跨膜结构，广泛参与细胞内外信号感知。酿酒酵母天然表达用于糖和信息素感知的三种GPCR，其中信息素通路因易于构建和读取，被广泛用于在模式真核细胞中研究异源GPCR信号。本综述系统总结了在酵母中开展功能性GPCR研究的策略，重点讨论将异源GPCR成功表达并偶联至酵母...
Human subiculo-fornico-mamillary system in Alzheimer's disease: Tau seeding by the pillar of the fornix.
在阿尔茨海默病中，Tau与Aβ聚集体累及依次连接的脑区。为分析轴索在病理传播中的作用，本研究在穹窿柱（PoF）中研究Tau与Aβ病变。PoF轴索主要起源于下托并投射至乳头体。作者对47例不同Braak分期（Tau）和Thal分期（Aβ）的尸检脑组织进行免疫组化分析。结果显示下托受累早于乳头体，但Tau聚集与Aβ沉积并非始终先后一致。...
Evolution-guided engineering of small-molecule biosensors.
变构转录因子（aTFs）作为配体特异性生物传感器，可实时监测、筛选和调控细胞代谢，但其特异性及配体浓度与输出信号之间的转移函数常需优化。本文提出一种通用高通量方法，在酿酒酵母 Saccharomyces cerevisiae 中进化原核 aTF 的特异性和转移函数。通过对效应结合域（EBD）进行单轮错误 PCR 突变，并结合多种开关...
A test strip platform based on a whole-cell microbial biosensor for simultaneous on-site detection of total inorganic mercury pollutants in cosmetics without the need for predigestion.
氯化汞（HgCl2）、氯化亚汞（Hg2Cl2）和氯化氨基汞（Hg(NH2)Cl）等汞污染物常存在于化妆品中。以往现场检测汞的方法受限于将不同形态汞转化为 Hg(II) 离子的复杂且危险预处理步骤。本研究基于全细胞微生物生物传感器开发了一种试纸条平台，可在无需预消化的情况下同时检测化妆品中可溶性和不溶性无机汞污染物。将组成型表达 Me...
Fluorescent detection of nisin by genetically modified Lactococcus lactis strains in milk and a colonic model: Application of whole-cell nisin biosensors.
在肠道等复杂生态系统中检测生物活性肽具有挑战性。本研究以不产乳链菌肽的乳链球菌 Lactococcus lactis NZ9000 为宿主，构建两种新型 nisin 荧光生物报告菌：分别转入 pNZ:Nis-aFP 或 pNZ:Nis-mCherry 质粒，表达厌氧荧光蛋白 evoglow-Pp1（aFP）或红色荧光蛋白 mCher...
River toxicity assessment using molecular biosensors: Heavy metal contamination in the Turag-Balu-Buriganga river systems, Dhaka, Bangladesh.
快速城市化与三角洲水系污染严重威胁饮用水、工业用水及数百万人的生计。本研究采用基于发光分子生物传感器的新技术，评估孟加拉国达卡周边 Turag、Tongi、Balu 和 Buriganga 河流的毒性。在36个采样点、中低流量条件以及 Bishwa Ijtema 节期间采集水样，结果显示细胞毒性水平较高，并伴随铝、镉、铬、铁、锌、锂...
ArsM-mediated arsenite volatilization is limited by efflux catalyzed by As efflux transporters.
砷甲基化可通过砷挥发有效修复砷污染，但多数微生物砷挥发效率较低，可能与砷外排转运体竞争胞质 As(III) 有关。本研究在大肠杆菌中构建两类砷生物传感器，用于比较三种砷外排转运体的外排速率，并研究砷外排与砷挥发的关系。表达 arsBRP、acr3RP 或 arsBEC 的工程化 As 敏感 E. coli AW3110 相比对照具有...