酵母性激素全细胞生物传感器具有可长期保存和生产成本低的特点。本研究在酿酒酵母 S. cerevisiae 中构建了紧凑的 β-雌二醇生物传感器，利用 20 nt 短操纵子及其结合融合蛋白 LexA-ER-VP64；其中 ER 为人雌激素受体，VP64 为强病毒激活域。最佳传感器的回收浓度在 97.13% 至 104.69% 之间，准...
荧光点亮适配体（FLAP）系统具有遗传编码、生物相容性好等优势，是极具前景的生物传感平台。然而，检测不同目标通常需要体外筛选或工程化新的核酸序列，且适配体难以结合无机物或寿命短的反应性化学物种。本文提出一种小分子策略，使单一FLAP系统能够检测化学性质不同、本身不发光且反应性强的无机物。作者设计了RNA适配体（Baby Spinac...
假结核耶尔森菌（Yersinia pseudotuberculosis, Y. pstb）中的 YpsR 是群体感应（quorum sensing, QS）系统的关键调控蛋白，对分子信号识别至关重要，但其分子机制尚不清楚。本研究系统考察了 YpsR 与酰基高丝氨酸内酯（acyl-homoserine lactones, AHLs）的...
口腔鳞状细胞癌（OSCC）的准确及时诊断对阻止其进展至预后不良的晚期至关重要。构建能够检测已确立疾病生物标志物的传感器，对早期无创诊断具有重要治疗潜力。本研究利用合成生物学技术开发一种全细胞生物传感器（WCB），通过工程化细菌在体内的生理过程，在检测到可溶分子后表达可观察效应子。作者构建了表达新型嵌合转录因子 Sphnx 的大肠杆菌...
冷冻电镜发现阿尔茨海默病、皮质基底节变性（CBD）和进行性核上性麻痹（PSP）等不同 tau 蛋白病的关键神经病理标志由 tau 蛋白独特错误折叠构象引起，是神经退行性疾病研究的重要进展。为将这些发现用于治疗开发，必须体外复制具有代表性 tau 病疾病折叠的 tau 纤维，这是重大挑战。为判断常用但不完美的 tau 片段 K18 能...
采血和医学影像是临床诊断的成熟技术，但常需较长后处理。快速、简便地定量信号分子有助于健康监测和诊断。甲状腺激素（TH）治疗依赖试错式剂量调整，并需持续血检，因此快速可靠地持续监测 TH 水平可显著改善患者生活质量。合成生物传感器成本低、使用简便，在医疗中的应用不断增加。本研究构建了一种工程化 TH 细菌生物传感器，由基于分裂 int...
YhaJ 转录因子可响应二硝基酚（DNT）及其代谢产物，含 YhaJ 的细胞已被用于土壤埋地雷的全细胞生物传感器，以减少人员进入雷区时的损伤。本研究测定了 YhaJ DNA 结合域（DBD）的晶体结构，并开展结构指导突变。结果显示，提高 DBD 与 DNA 结合亲和力的突变能够降低无效应物时的信号泄漏，从而显著提高 DNT 代谢物检...
本研究采用含细菌荧光素酶报告基因 luxCDABE 的大肠杆菌 SM 全细胞生物传感器，实时监测药物暴露引起的基因表达变化。作者在大肠杆菌 SM342、SM335、SM343 和 SM346 中分别表达 recA:luxCDABE、soxS:luxCDABE、micF:luxCDABE 和 rpoB:luxCDABE 四种基因构建体...
食源性疾病持续增加，传统细菌检测耗时长，对食源性疾病暴发控制不利。本研究开发用于肉及肉制品中沙门氏菌属快速检测的生物传感器系统。系统采用 EMBIO Diagnostics 便携式 B.EL.D™（Bio Electric Diagnostics）多通道电位计和基于细胞的生物电识别检测（BERA）技术。通过电穿孔将抗沙门氏菌单克隆抗...
多重抗生素抗性调控蛋白（MarR）在大肠杆菌中受水杨酸（SA）调控 mar 操纵子转录。SA 与 MarR 结合后诱导其构象变化，使其从 mar 操纵子启动子解离并开启转录。本研究将 mar 操纵子启动子（PmarO）与增强型绿色荧光蛋白基因（egfp）融合，构建了 SA 特异性大肠杆菌全细胞生物传感器。由于 SA 与阿司匹林（AS...
愈创木酚酸是一种植物次级代谢物，具有多种健康益处，也被视为癌症相关代谢改变的潜在生物标志物。为推动该化合物及其衍生物的生物生产与检测，近年来基于细胞的策略备受关注，但缺乏用于高通量监测愈创木酚酸和筛选化合物代谢菌的工具。本研究分析了 Cupriavidus necator H16 中负责愈创木酚酸代谢的基因簇，阐明了基于转录调控因子...
细菌双组分系统（TCS）因信号放大和宽输入响应而成为生物传感器研究热点。大肠杆菌 CusRS 系统由 cusS 和 cusR 组成，是铜感知模块，但现有 CusRS 传感器灵敏度不足。本研究通过调节 CusR 与 CusS 表达水平、引入拷贝数诱导型质粒进行信号放大，并敲除铜解毒基因 cueO 和 cusCFBA，提高了铜离子生物传...
神经退行性tau病以不同纤维状tau聚集体沉积为特征，其刚性核心结构与特定神经病理表型相关。特发性震颤（ET）是一种进行性神经疾病，部分病例伴认知障碍和tau积累。本研究利用基于细胞计数的tau生物传感器检测ET患者tau病理中的tau聚集体构象。该检测通过胞内tau-荧光蛋白融合蛋白从可溶态转化为聚集态，量化脑匀浆中tau朊病毒样...
基于转录因子（TF）的生物传感器被广泛用于高通量筛选代谢物高产菌株，但现有传感器检测范围和动态范围较窄，限制了实际应用。本研究以感应赖氨酸的转录因子 LysG 为例，在大肠杆菌中构建赖氨酸全细胞生物传感器，并建立基于生长耦合的 LysG 随机突变库筛选方法。该传感器以谷氨酸棒杆菌来源的 LysG 为识别元件，以 PlysE 启动子驱...
生物传感器用于工业微生物中检测并量化化学品，但多数依赖工程化转录因子识别特定分子，通用性受限。本研究通过工程化非致病土壤菌 Pseudomonas putida，构建可调节的全细胞化学传感器平台。该平台将荧光报告基因与中心代谢中的合成营养缺陷型整合，使目标分析物在生长偶联体系中补充代谢缺陷并驱动菌体生长，从而以生物量和 msfGFP...
铜绿假单胞菌是一种重要的机会性革兰阴性菌，其群体感应（QS）分子可作为指示该菌存在的有效生物标志物。本研究开发了一种便于使用的全细胞生物传感器，将工程化 P. aeruginosa 报告菌分别包埋于藻酸盐-聚-L-赖氨酸（alginate-PLL）微珠中，用于特异性检测细菌自诱导剂。PLL 增强微珠采用两步法制备：先以 Ca2+ 离...
褪黑素是具有多种生物功能的分子，在食品中作为促健康生物活性成分具有重要价值，酵母产生褪黑素的能力已在近十年得到充分证明。然而，由于酵母代谢产生的褪黑素浓度通常很低，其定量分析面临成本高昂的技术挑战。本研究针对这些分析难题，优化了一种基于G蛋白偶联受体（GPCR）的酵母生物传感器，用于褪黑素的检测与定量。通过策略性遗传修饰，显著提高了...
铁是海洋生物过程必需的关键微量营养元素，海水中铁浓度变化会显著影响初级生产力、营养循环和海洋生物多样性。在低温的极地海洋环境中，铁的作用尤为突出：铁缺乏会限制浮游植物和微生物生长，降低碳固定；铁过量则可能引发有害藻华、耗氧和氧化应激，改变食物网结构。虽然原子吸收光谱、电感耦合等离子体质谱、伏安法、化学发光和流动注射分析等理化方法可测...
谷氨酸棒杆菌ATCC 13032是生产芳香族氨基酸等工业化合物的重要微生物底盘。本研究开发了两种基于转录因子的全细胞荧光生物传感器，用于在谷氨酸棒杆菌中追踪cis,cis-顺丁烯二酸（ccMA）和分支酸（chorismate）。作者将来自A. baylyi ADP1的ccMA诱导型转录因子CatM转入谷氨酸棒杆菌，并通过启动子文库筛...
细菌素是应对食源性和耐药病原体威胁的有前景策略，近年来已建立基于全细胞生物传感器的新型细菌素筛选平台。然而，在筛选过程中细胞间异质性常被忽视，却可能在细菌素暴露后全细胞生物传感器的信号形成中起关键作用。本研究利用微流控单细胞分析，考察了尼辛（nisin）暴露后全细胞生物传感器 Listeria innocua LMG2785/pNZ...