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...
染料木素是主要存在于豆科植物中的异黄酮，具有多种健康益处，利用微生物细胞工厂生产染料木素受到关注。为筛选高产菌株，本研究在酿酒酵母中改造 Gal4DBD-ERα-VP16（GEV）转录激活子，构建细胞荧光生物传感器。存在染料木素时，GEV 结合 GAL1 启动子并激活下游 GFP 报告基因。通过工程化传感器蛋白、表达启动子和报告启动...
精油具有抗菌、抗炎、抗氧化等多种药理活性，近年研究提示某些精油对阿尔茨海默病相关β-淀粉样蛋白具有抗淀粉样生成作用。为探究精油的抗聚集特性是否可延伸至帕金森病相关蛋白α-突触核蛋白，作者构建并应用了一种基于分裂荧光素酶互补实验的全细胞生物传感器。首先利用已知α-突触核蛋白聚集抑制剂黄芩素验证该传感器，随后检测了8种常用于食品和卫生行...
tau病是一类以tau蛋白错误折叠和病理性聚集为特征的神经退行性疾病，胆固醇代谢紊乱也参与多种神经退行性疾病，但胆固醇失调与tau病理的关系尚不清楚。作者利用体外和离体tau聚集检测，结合工程化tau生物传感器细胞系及携带常染色体显性P301L tau突变和健康对照的人类iPSC衍生神经元，研究胆固醇失调对tau的影响。结果显示，过...
本研究设计一种新型遗传电路，模拟铜绿假单胞菌 CadA/CadR 操纵子介导的重金属稳态机制，将天然操纵子中的 DNA 元件重新组合，并与增强型绿色荧光蛋白 eGFP 报告基因偶联，构建基础 NOT 型逻辑门 CadA/CadR-eGFP，以响应 Cd2+、Zn2+ 和 Pb2+。将化学合成的 CadA/CadR-eGFP 基因电路...
遗传逻辑门可用于代谢工程和合成生物学中根据多种输入调控基因表达。设计具有可调动态性能的可调遗传逻辑门对于扩展这些工具集的可适用性至关重要。本文以对香豆酸生物传感器系统作为概念验证，首先研究了影响缓冲（BUF）遗传逻辑门性能的参数。随后，将对香豆酸生物传感器系统的结合序列与 tetR 或 lacI 调控系统整合到组成型启动子中，构建了...
为研究土壤微生物群落在难以成像环境材料中的群落尺度表型，作者评估了模型土壤群落（MSC）中单一成员能否在不破坏基质的情况下被编程报告基因表达。该 MSC 包含 Dyadobacter fermentans、Ensifer adhaerens、Rhodococcus sp003130705、Streptomyces sp0019056...
本研究开发了一种可现场部署的便携式微生物全细胞生物传感器（MWCB），用于在复杂土壤基质中监测必需微量营养元素铜(II)的生物可利用浓度，且几乎无需样品前处理。传统铜检测方法多依赖实验室化学萃取和精密仪器，难以直接测定生物可利用铜。作者通过对绿色荧光蛋白（GFP）进行环状重排，并在其新形成的N端插入铜离子结合基序（ATCUN mot...
乳酸是食品、饮料、医药、化妆品和化工行业重要的有机酸，微生物发酵产生的光学纯 L- 和 D-乳酸在可降解聚乳酸合成中具有重要作用。农业食品工业副产物和残渣作为替代底物可为乳酸生产提供低成本方案，并有利于循环经济。本研究开发了基于转录因子（TF）的全细胞生物传感器策略，用于 L- 和 D-乳酸测定，并与常用高效液相色谱（HPLC）和酶...
铜绿假单胞菌在亚致死抗菌暴露下会诱导脂多糖（LPS）表面修饰，掩盖抗生素结合位点并促进外膜（OM）修复与耐药。本研究利用这些外膜损伤响应操纵子构建全细胞生物传感器，以发现特异性靶向 OM 的新抗菌剂。基于 pmr（多粘菌素耐药/氨基阿拉伯糖 LPS 修饰）和 speD2E2（亚精胺合成）操纵子的染色体 luxCDABE 转录报告基因...
沙门氏菌和埃希氏菌是重要的模式生物、原核表达平台，其致病菌株也构成重大公共卫生威胁。为便于研究与生物技术应用，作者开发了一套阿拉伯糖诱导的人工转录因子（ATF）工具，利用 CRISPR/dCas9 和拟南芥来源的 DNA 结合蛋白，在埃希氏菌和沙门氏菌中于宽诱导剂浓度范围内调控基因表达。不同 ATF 的转录输出差异显著，尤其在改造阿...
神经退行性 tau 蛋白病可能由病理性 tau 聚集体通过种子化传播：聚集体从细胞释放后进入邻近或相连细胞，并在胞质中作为模板自我复制。体外种子扩增通常需要数天，而细胞内可在数小时内完成，提示存在调控该过程的细胞机器。作者将 split-APEX2 融合至 tau 重复域 C 端，在种子诱导的胞内 tau 聚集后重建过氧化物酶活性，...
电聚合硫堇作为氧化还原活性聚合物，用于构建测定生化需氧量（BOD）的双介体微生物生物传感器。通过循环伏安法和电化学阻抗谱研究导电体系的电化学特性。结果表明，基于聚硫堇（poly(thionine)）、单壁碳纳米管（SWCNT）和中性红（NR）的体系与酵母 Blastobotrys adeninivorans 的相互作用速率最高（ki...
合成生物学正在改变人们对生物系统的认知，其新兴技术影响科学与工程多个学科。传统合成生物学主要面向利用可再生资源生产化学品的低成本微生物细胞工厂，从而通过降低石油依赖间接保护环境。如今，合成生物学开始更直接地参与环境保护。工业和农业释放的有毒化学物质破坏生态平衡并导致生物多样性丧失。本综述重点介绍可用于环境保护的合成生物学方法，尤其是...
乳酸菌可通过谷氨酸脱羧产生γ-氨基丁酸（GABA），GABA作为抑制性神经递质可能改善睡眠并增强心理应激耐受性。本研究旨在筛选、鉴定并优化高GABA产生菌株，用于开发益生菌补充剂。作者检索文献与工业菌种库，结合基因组in silico筛选谷氨酸脱羧酶基因，从402株候选中选出17株进行薄层色谱检测，鉴定出Levilactobacil...
本文提出一种可扩展的计算方法，用于在益生菌大肠杆菌 Nissle 1917（EcN）中设计稳健的顺序逻辑遗传电路。工程益生菌可作为胃肠道无创诊断工具，但活细胞需在离开肠道后仍能报告曾检测到的生物标志物或信号，因此遗传电路必须具备遗传编码记忆。此前含记忆的顺序逻辑电路已在模式大肠杆菌中建立，但其在非模式、临床相关菌株中的元件性能变化尚...
随着合成生物学发展，全细胞生物传感器可用于环境水中毒性重金属的选择性、灵敏检测，但多数依赖肉眼不可见的荧光或生物发光信号。本研究利用肺炎克雷伯菌 pbr 操纵子可被生物可利用 Pb(II) 选择性诱导的特性，将前紫罗兰色素（proviolacein, PV）生物合成基因簇 vioABDE 转录融合至 pbr Pb(II) 响应元件下...
异戊二烯是重要的平台化合物，可由工程微生物生产，但产量通常较低。传统气相色谱法检测异戊二烯费时且昂贵，而生物传感器可用于实时、高通量地筛选和监测产物合成。AraC-pBAD 诱导系统已被广泛用于小分子生物传感器开发。前期研究发现，当培养基中同时存在阿拉伯糖时，较高浓度异戊二烯可轻微诱导 AraC-pBAD 系统。本研究据此设计并构建...
本文提出一种用于分离功能获得突变的目标突变与高通量筛选方法。通过重叠延伸聚合酶链式反应（PCR）和含简并碱基的引物，可在启动子或基因的目标区域引入完全随机或受控突变，仅需两轮 PCR 即可构建含 10^4 至 10^7 个变体的组合库。将突变库转入携带合适荧光报告子的全细胞后，可利用荧光激活细胞分选（FACS）快速筛选。经过若干轮正...
本研究通过融合妥布霉素适配体与曼氏血吸虫锤头核酶（HHR），构建了妥布霉素浓度依赖型全细胞微生物传感器（tob-HHAz）。该传感器将各模块整合为一条完整 RNA 序列，可易于导入大肠杆菌，且不易受严苛外界环境影响。通过体内高通量筛选鉴定出三个独立的妥布霉素敏感 RNA 结构，并在体外验证其发生预期自切割反应。利用 RNA 二级结构...