Monitoring Aquaculture Water Quality: Design of an Early Warning Sensor with
本文提出一种用于循环水产养殖系统（RAS）水质监测的新型毒性预警传感器。该传感器系统主要由全细胞生物传感器构成，采用广泛毒性分析中常用的发光细菌 Aliivibrio fischeri，对已知鱼类健康胁迫物混合物进行检测，包括亚硝酸盐、非离子氨、铜、铝和锌。研究构建了两种毒性预测模型，并分析其相关性、均方根误差、相对误差和毒性行为。...
Production of alkanes from CO
微生物合成烷烃被认为是可持续生产可直用燃料和化学品的有前景方法。二氧化碳是理想碳源，但单一生物体难以从二氧化碳高效合成长碳链烷烃。潜在方案是利用产乙酸菌将二氧化碳还原为乙酸，再工程化第二种菌将乙酸转化为长链烃。本研究展示由产乙酸菌 Acetobacterium woodii 和经工程改造的非原生产烷烃菌 Acinetobacter ...
CPX-351 exhibits hENT-independent uptake and can be potentiated by fludarabine in leukaemic cells lines and primary refractory AML.
CPX-351 是将阿糖胞苷（ara-C）与柔红霉素（DNR）按 5:1 摩尔比共包封的脂质体制剂，在新诊断老年高危急性髓系白血病（AML）中显示良好疗效。本研究评估人永生化白血病细胞系和原代 AML 原始细胞体外暴露于 CPX-351 后的细胞内 ara-CTP 水平，并考察氟达拉滨对 CPX-351 生成 ara-CTP 的增强...
Encapsulating genetically modified Saccharomyces cerevisiae cells in a flow-through device towards the detection of diclofenac in wastewater.
近年来，基于遗传改造报告细胞的传感器被用于连续在线水质监测。本文报道了一种新型流通式微流控装置的设计、组装与性能，该装置固定了经遗传改造的酿酒酵母细胞；当受到双氯芬酸刺激时，酵母表达荧光蛋白，其荧光强度由荧光显微镜检测。尽管已有多种固定细胞检测不同分析物的装置，但本系统的创新在于能够安全封闭传感器细胞，从而获得不因细胞流失而失真的荧...
A Dual Functional Cardiomyocyte-based Hybrid-biosensor for the Detection of Diarrhetic Shellfish Poisoning and Paralytic Shellfish Poisoning Toxins.
奥拉毒素（OA）和河豚毒素（STX）分别是腹泻性贝类中毒（DSP）和麻痹性贝类中毒（PSP）的典型海洋毒素，对人类健康和环境安全构成严重威胁。OA是丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶的强效抑制剂，可诱导细胞死亡；STX是钠通道抑制剂，可导致神经损伤。本研究提出一种双功能心肌细胞基混合生物传感器，通过实时监测心肌细胞活力与电生理特性，同时检测D...
Identification of natural product compounds as quorum sensing inhibitors in Pseudomonas fluorescens P07 through virtual screening.
荧光假单胞菌（Pseudomonas fluorescens）是冷藏生乳和水产品腐败的主要革兰阴性嗜冷菌。群体感应（QS）通过自诱导物监测细菌密度并调控铁载体分泌、群游运动、生物膜形成等生理活动，因此寻找群体感应抑制剂（QSI）是控制食品腐败的潜在策略。本研究以中药数据库为来源，筛选低毒 QSI。通过全基因组测序获得 P. fluo...
Novel Hybrid Input Part Using Riboswitch and Transcriptional Repressor for Signal Inverting Amplifier.
遗传电路由输入、逻辑和输出部件组成，复杂电路的构建需要大量可调遗传部件。然而，输入部件多样性有限且调谐复杂，限制了遗传电路的可扩展性。本文开发了一种RNA-蛋白质杂合输入部件，将核糖开关与正交转录抑制子组合。该杂合输入能够响应核糖开关识别的输入信号并调控输出转录，同时由于转录抑制子的表达实现信号反转。通过改变启动子强度，可方便地调节...
Biosensor libraries harness large classes of binding domains for construction of allosteric transcriptional regulators.
细菌能够感知环境中特定分子并触发相应代谢反应，是重要的生物技术资源。尽管许多介导该过程的转录因子（TF）已被研究，但仅少数被用于分子生物学应用。为扩展具有生物技术价值的生物传感器库，本文提出一种构建和测试嵌合 TF 库的策略，其核心是将高溶解性周质结合蛋白（PBP）与 DNA 结合域（DBD）融合，形成可识别小分子并调控转录的嵌合调...
Quorum sensing system and influence on food spoilage in
水产品腐败主要由细菌生长引起，特定腐败菌（SSO）起重要作用。群体感应（QS）是微生物细胞间通讯系统，与种群密度协调，革兰氏阴性菌以 N-酰基高丝氨酸内酯（AHLs）为信号。本研究从有氧冷藏比目鱼中分离 SSO 荧光假单胞菌 PF-04，利用生物传感器 Chromobacterium violaceum CV026 检测 PF-04...
A Biosensor Strategy for E. coli Based on Ligand-Dependent Stabilization.
工程化微生物以监测环境化学物质或生产目标生物产品通常依赖合适的生物传感器，但将配体结合蛋白转化为生物传感器较为困难。本文报道了一种在大肠杆菌中构建生物传感器的一般策略：利用配体依赖性稳定转录激活蛋白，实现报告基因表达随配体浓度变化。作者以 LacI 作为配体结合域，将其与 Zif268 DNA 结合域和 RNA 聚合酶 ω 亚基 R...
Linkage-Specific Detection and Metabolism of Human Milk Oligosaccharides in Escherichia coli.
人乳低聚糖（HMOs）是重要的益生元复杂碳水化合物，对新生儿肠道微生物群具有多种益处。然而，其生物合成优化受限于单糖组成和糖苷键分析通量较低。为实现 HMO 结构的高通量筛选，作者构建了基于大肠杆菌的全细胞生物传感器，通过异源表达具有高度糖苷键特异性的糖苷酶，将目标 HMO 水解并释放乳糖核心，进而激活 lac 操纵子并驱动绿色荧光...
Gene circuit engineering to improve the performance of a whole-cell lead biosensor.
为提升全细胞铅生物传感器的性能，作者基于Cupriavidus metallidurans CH34的铅抗性操纵子pbr，通过重新配置调控元件并引入正反馈回路，设计了六种基因回路。pbr操纵子包含pbrRT和pbrABCD两组基因，PbrR结合其分歧启动子；铅离子存在时，PbrR构象变化并激活转录。研究以PbrR、分歧启动子和GFP...
A dual system using compartmentalized partnered replication for selection of arsenic-responsive transcriptional regulator.
本文提出一种用于筛选砷响应转录调控因子的正负双选择系统。首先，作者构建了以大肠杆菌 BL21(DE3) 为宿主、以 ArsR 转录调节蛋白和 GFP 报告基因为核心的全细胞生物传感器，用于检测液相样品中的亚砷酸盐 As(III)。该传感器采用双质粒系统：pET29-arsR 在 T7 启动子控制下表达 ArsR，pACYC-gfp ...
A Bioscreening Technique for Ultraviolet Irradiation Protective Natural Substances.
紫外线辐射（UV-R）可造成皮肤基因毒性和光老化，防晒霜常用于减轻损伤，但其中合成屏蔽剂可能带来环境危害。天然来源物质有望替代有害防晒化学品，但大量样品筛选繁琐，且常需单独进行基因毒性评估。本文报道一种基于重组大肠杆菌 DPD2794 生物传感器的微孔板技术，用于筛选紫外线防护物质。该菌携带 recA'::lux 报告系统，可在 D...
Tuning Vector Stability and Integration Frequency Elevates Functional GPCR Production and Homogeneity in Saccharomyces cerevisiae.
膜蛋白在生物技术中具有重要价值，但高产量功能性膜蛋白的制备困难限制了其在合成生物学中的应用。例如，G蛋白偶联受体（GPCR）用于全细胞生物传感器时，受限于其在所选宿主细胞表面功能性表达，可检测分子范围有限。本文提出一种简便方法，仅通过改变表达载体即可显著提高酿酒酵母中功能性膜蛋白的产量与均一性。以人腺苷A2a受体为模型，使用常用着丝...
An ingestible bacterial-electronic system to monitor gastrointestinal health.
胃肠道内生物分子监测有望实现疾病的快速精准诊断与管理，但受限于远端复杂环境难以直接获取。本文提出一种可吞咽微生物电子器件（IMBED），将环境耐受性生物传感细菌与微型化发光读出电子集成，并通过无线方式与外部设备通信。作为概念验证，作者构建了血红素敏感的益生菌生物传感器，用于检测红细胞裂解释放的血红素，并在猪模型中实现胃肠道出血的准确...
An E. coli biosensor for screening of cDNA libraries for isochorismate pyruvate lyase-encoding cDNAs.
水杨酸（SA）是植物发育和诱导防御中重要的激素。在拟南芥中，SA 主要经 chorismate 由异 chorismate 合酶（ICS）和推测的异 chorismate 丙酮酸裂解酶（IPL）介导生成，但迄今尚未鉴定出具有 IPL 活性的植物酶。本研究构建了一种基于大肠杆菌的 SA 全细胞生物传感器 XL1-LUX，将来自 Aci...
Metabolomics Analysis of the Toxic Effects of the Production of Lycopene and Its Precursors.
本文以大肠杆菌为微生物工厂，利用精确代谢工程构建可生产番茄红素（lycopene）的工程菌株，用于低成本诊断生物传感器的背景研究。为增加前体供应，作者异源表达甲羟戊酸途径。结果表明，同时诱导番茄红素合成途径与甲羟戊酸途径可提高番茄红素产量，但若在诱导番茄红素途径之前先诱导甲羟戊酸途径，则同时降低番茄红素产量和生长速率。作者建立了改进...
A protocatechuate biosensor for
稳健的荧光型生物传感器已成为合成生物学中高通量菌株改良的关键工具。许多传感器在大肠杆菌等模式生物中开发，但工业微生物常具有目标工艺所需的优势表型，传感器跨宿主转移时可能出现灵敏度与动态范围下降。本文展示了一种通用策略，通过调节启动子中蛋白-DNA界面和蛋白二聚体界面，将基于邻苯二甲酸（PCA）的转录因子生物传感器从大肠杆菌优化到芳香...
Designing and Assembling Plasmids for the Construction of Escherichia coli Biosensor for Vibrio cholerae Detection.
在构建和表征用于霍乱弧菌检测的全细胞生物传感器过程中，作者采用两种核心技术：利用Gibson等温组装反应组装PCR扩增的质粒片段（DNA parts），并利用微孔板荧光读数对工程化大肠杆菌菌株进行表征。总体流程为：先在计算机中设计DNA片段，再通过等温组装构建质粒，随后转化至大肠杆菌，最后使用微孔板读数仪评估菌株表现。由于传感器设计...