丙二酰辅酶A（malonyl-CoA）是由乙酰辅酶A羧化酶（ACC）催化、ATP依赖羧化乙酰辅酶A形成的高能分子，是黄酮类、多酮类和脂肪酸等生物技术产物的重要前体。酿酒酵母是常用细胞工厂，但其 malonyl-CoA 生产能力低于油菌。作者构建了携带条件性 ACC1 等位基因的酿酒酵母菌株，用于测试异源 ACC 基因的互补能力。解脂...
亚硝酸盐作为食品添加剂，已被证明可在胃肠道中被肠道菌群转化为具有遗传毒性的亚硝胺，但目前缺乏原位检测亚硝胺的合适方法。本文设计了一种基于质粒导入酿酒酵母的全细胞生物传感器（WCBs），该酵母可响应亚硝胺诱导的DNA损伤并激活pMAG1启动子介导的DNA损伤修复（DDR）通路，通过报告基因表达增强型绿色荧光蛋白（EGFP）实现信号输出...
本研究构建了一种基于模块化绿色荧光蛋白（GFP）和 luxI/luxR 循环放大电路的大肠杆菌（E. coli）生物传感器，用于敏感检测生物可利用 L-赖氨酸。该传感器以 lysA 基因敲除的大肠杆菌 ΔlysA 为营养缺陷型识别单元，外源赖氨酸恢复其生长并驱动基因线路表达。luxI 合成自诱导物 AHL，AHL 与 LuxR 结合...
近十年来，溶解氧浓度检测主要存在安培法（Clark电极）与光学法（卟啉金属配合物磷光猝灭）两条技术路线，二者各有明显优缺点。在生物传感器开发中，这种竞争尤为突出，但由于多数研究仅采用单一检测方式，难以进行公正比较。为此，本文构建了一种微流控系统，将Clark电极与光学氧传感器置于同一微体积内，对吸附于复合材料上的酿酒酵母（Sacch...
基于电化学的生物传感器有望成为快速、无标记且简便地检测液相中细胞毒性物质效应的方法。本研究开发并评价了一种基于细胞的电化学生物传感器，以锌离子（Zn2+）作为参考测试物质，检测其在溶液中对 A549 人肺腺癌细胞的细胞毒性效应。将 A549 细胞贴附于不锈钢电极表面，经 ZnCl2 处理后，细胞形态改变、死亡及从电极表面脱落等毒性效...
糖脂可在低含水量的深共晶溶剂中通过反向脂酶活性合成酯键。麦卢卡蜂蜜作为过饱和糖溶液，其理化性质类似糖基深共晶溶剂，因此可作为糖脂合成的反应介质。本研究旨在考察在医用级麦卢卡蜂蜜中原位酶法合成糖脂是否能增强其抗菌活性。作者以固定化脂酶 Novozym 435（iCalB）催化蜂蜜中葡萄糖/果糖与辛酸、癸酸、月桂酸和肉豆蔻酸乙烯酯发生转...
缺氧诱导因子-1（HIF-1）是由 HIF-1α 和 HIF-1β 组成的异源二聚体转录因子，可促进肿瘤低氧适应、血管生成、糖代谢、增殖和转移，是重要的抗肿瘤药物靶点。本研究优化了抑制型转录激活酵母双杂交（RTA YTH）系统，将其发展为一种通用的酵母药物发现平台，并以 HIF-1 为靶标进行验证。作者构建了基于 EGFP 荧光的报...
复发缓解型多发性硬化（MS）是一种中枢神经系统炎性脱髓鞘疾病，常进展为不可治疗的进行性神经退行性阶段。既往研究在MS脑组织中报道磷酸化tau蛋白积累，提示其可能与tau病相关。tau病以病理性tau聚集体在细胞间传播为特征，作者等提出tau具有类似朊病毒的特性，可通过“种子”机制模板化复制。本研究利用第二代FRET全细胞生物传感器v...
海洋毒素可经海产品进入人体并引起中毒，因此检测食品中的 ciguatoxins（CTXs）和 tetrodotoxins（TTXs）对预防中毒至关重要。比色细胞法（CBA）基于毒素对细胞的毒性效应，常用 3-(4,5-二甲基噻唑-2-基)-2,5-二苯基四唑溴化物（MTT）通过线粒体活性定量细胞存活率。为发展用于神经毒素的细胞基生物...
酵母是最简单的单细胞真核生物，安全、易培养，并保留几乎所有高等真核生物（包括人类）的基本细胞过程，因此被广泛用作疾病模型和生物传感平台。本文综述酵母在生物传感中的应用，重点总结其作为全细胞生物传感器对多种刺激的响应机制。酵母具有遗传保守、基因组易于改造、分析方法可及等特点，并能在线粒体缺陷条件下存活，因而适合构建灵活的全细胞传感系统...
MerR 金属调节蛋白是多种用于报告金属污染的生物传感器平台的核心元件，但多数 MerR 蛋白缺乏特异性，限制了其在真实环境样品分析中的应用。按需分子工程改造 MerR 金属偏好虽具创新性，却未必得到预期结果。由于这些传感器的金属结合环（MBL）被提出是特异性的主要调节区，本研究将不同 MerR 同源蛋白的 MBL 进行精准替换，构...
重金属离子具有强毒性、难降解和生物累积性，亟需可快速部署的现场监测技术。微生物全细胞生物传感器因响应快、成本低、无伦理风险而受到重视，但传统方法存在检测时间长、便携性差和缺乏即用型现场装置等局限。本研究开发了一种便携式全细胞生物传感平台，将手持式光纤溶解氧传感器与细菌培养物或冻干大肠杆菌相结合。该平台基于耗氧抑制机制，通过重金属离子...
土壤与根际微生物组可通过产生拮抗次级代谢物抑制植物病原菌，但决定病原控制强度的机制尚不清楚。本研究考察假单胞菌属内互作如何影响抗菌代谢物产生。通过基于生物传感器的筛选，作者鉴定出 P. capeferrum 能调节 P. protegens 的次级代谢物产生。结果表明，P. capeferrum 通过两种不同且顺序发生、依赖空间邻近...
明确根际细菌相互作用对理解植物健康至关重要。植物根际细菌，包括植物促生菌（PGPR），常通过群体感应（QS）进行种内通讯；许多革兰氏阴性菌利用胞外 N-酰基高丝氨酸内酯（AHL）作为信号分子，而其他根际菌可通过群体淬灭（QQ）干扰或破坏 QS。现有 AHL 生物传感器检测方案通常未考虑植物根的作用。本方法将萌发于 Lullien 琼...
工程益生菌细菌被提出作为非侵入性检测胃肠道生物标志物并研究肠-脑轴的下一代策略，但构建所需全细胞生物传感器仍是主要挑战。在临床相关菌株中创建转录因子型传感器通常需要大量调优遗传部件和基因表达，才能获得足够的动态范围与灵敏度。本文提出一种基于设计原型构建体的快速方法，用于系统检测转录因子型代谢物传感器的基因表达设计空间，并识别最优遗传...
长期低水平暴露于杀菌剂2-苯基苯酚（2-PP）会对人类和水生生物健康造成危害。现有2-PP检测传感器因成本和大规模生产困难，难以用于个人防护和大范围持久环境监测。虽然全细胞生物传感器在特定化学物质检测中已有进展，但兼具稳健生物封闭、现场部署能力和强视觉报告输出的系统尚未实现。本文构建了封装可部署工程生物传感器系统（eBEADS），展...
随着耐药病原菌增多，开发新治疗药物成为迫切需求，微生物天然产物是药物发现的重要来源。硫肽抗生素因对革兰阳性菌具有强效活性而受到关注。本研究展示了一种全细胞微生物生物传感器 Streptomyces lividans TK24 pMO16 在从 Juniperus excelsa 根际土分离的本土放线菌中特异性检测硫肽抗生素的成功应用...
金属螯合是改善药物理化性质和治疗潜力的常用策略。本文展示基于拓扑描述符的简单定量构效关系（QSAR）方法可用于研究锌与生物源氨基酸形成的螯合物。作者预测，当两个氨基酸分子分别通过羧基氧和氨基氮与中心锌离子配位并形成双环结构时，锌氨基酸复合物 Zn(AA)2 的拓扑 Balaban 指数 J 与其脂溶性 logP 之间存在结构—性质关...
红棕象甲（Rhynchophorus ferrugineus）是棕榈的严重害虫，早期感染常无可见症状。基于挥发性有机物（VOCs）的早期传感方法具有吸引力。本研究采用全细胞细菌生物传感器鉴定椰枣树（Phoenix dactylifera）中的红棕象甲。该生物发光细菌面板由三种基因工程大肠杆菌组成，分别对细胞毒性（TV1061）、基因...
伏马林酸（fusaric acid, FA）是一种广泛存在于玉米及玉米基饲料和食品中的真菌次级代谢物，具有非特异性毒性。生物传感器方法是一种快速、易用的 FA 效应定量与定性评估方法。本研究以 Clark 型氧电极为换能器，筛选可在 FA 存在下改变呼吸强度的培养物，用于构建 FA 生物传感器实验室模型。以 Fusarium oxy...