Development and initial testing of a novel slime mould biosensor.
全细胞生物传感器利用完整细胞或生物分子元件作为识别单元，将分析物刺激转化为可测信号。本文报道一种基于多头绒泡菌（Physarum polycephalum，PP）的新型全细胞生物传感器。作者测量PP暴露于多种化学物质时的电响应，并将响应量化为振荡频率与振幅的变化。该传感器能够检测所测试的化学物质，并可通过振荡频率或振幅的特定偏移区分...
Design, construction, and characterization of a set of biosensors for aromatic compounds.
环境中的芳香污染物因其持久性和毒性对人类健康构成严重威胁。本文报道了一组基于绿色荧光蛋白报告基因和芳香响应转录调控因子（NahR、XylS、HbpR 和 DmpR）构建的芳香化合物生物传感器的设计与全面表征。通过精细调节检测元件与报告基因之间的遗传连接，实现了远高于既往报道的诱导倍数。对每种生物传感器的剂量-响应关系、动态范围及芳香...
Bacillus subtilis biosensor engineered to assess meat spoilage.
本研究开发了一种基于枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）的全细胞生物传感器，用于评估肉类新鲜度。作者利用转录组分析鉴定了可被腐败肉释放的挥发性物质特异性激活的内源启动子，其中 sboA 启动子（PsboA）激活最强，可驱动细菌素 subtilosin 相关基因表达。随后构建 BioBrick 兼容的枯草芽孢杆菌整合质粒...
Microencapsulated Aliivibrio fischeri in alginate microspheres for monitoring heavy metal toxicity in environmental waters.
本文报道了一种基于微胶囊化费氏弧菌（Aliivibrio fischeri）的生物发光光纤生物传感器，用于水中重金属毒性的微量检测。将A. fischeri包埋于海藻酸钠微球中，利用固定菌生物发光响应的降低来反映毒性水平。研究评价了Cu(II)、Cd(II)、Pb(II)、Zn(II)、Cr(VI)、Co(II)、Ni(II)、Ag...
Hg(ii) bacterial biouptake: the role of anthropogenic and biogenic ligands present in solution and spectroscopic evidence of ligand exchange reactions at the cell surface.
本研究采用全细胞生物传感器探究水相 Hg(II) 化学形态对其生物摄取的影响。报告系统为染色体插入 merR::luxCDABE 融合基因的模式革兰氏阴性大肠杆菌 E. coli ARL1，其发光强度与胞内 Hg(II) 浓度成正比。使用合成氨基多羧酸配体 EDTA、DTPA、EDDS、NTA 及天然含硫配体半胱氨酸、青霉胺、谷胱甘...
Proteopathic tau seeding predicts tauopathy in vivo.
蛋白聚集体跨细胞传播或朊病毒样种子可能驱动神经退行性疾病进展。在阿尔茨海默病等tau病中，tau种子可沿神经网络经细胞间转移传播病理，但其致病作用尚未验证，且缺乏稳健的生物样本检测手段。作者构建了一种超灵敏、特异且简便的基于FRET的流式细胞术生物传感器检测法，利用稳定表达tau或α-突触核蛋白与CFP/YFP融合蛋白的细胞系，确认...
A novel high-throughput cell-based assay aimed at identifying inhibitors of DNA metabolism in bacteria.
细菌生物传感器菌株可用于抗菌化合物的发现与表征。本研究将含有 recA 启动子与绿色荧光蛋白（GFP）基因转录融合的质粒导入大肠杆菌 ΔtolC 菌株，构建了一种能够选择性感知 DNA 代谢抑制剂的生物传感器菌株。该菌株通过 SOS 应答将 DNA 代谢干扰转化为 GFP 荧光信号，并据此建立了高通量检测体系。利用该体系筛选阿斯利康...
Evaluation of the leucine incorporation technique for detection of pollution-induced community tolerance to copper in a long-term agricultural field trial with urban waste fertilizers.
铜（Cu）因城市废物产品作为肥料施用而在农业土壤中累积。本研究报道利用亮氨酸掺入技术（Leu-PICT）在长期农业田间试验中测定土壤细菌群落对铜的污染诱导群落耐受性。结果显示，施用有机废物肥料的土壤中细菌群落对 Cu 的耐受性显著升高，并与土壤总 Cu 含量呈正相关。然而，金属形态分析和全细胞细菌生物传感器分析表明，所观察到的 PI...
Identification and use of an alkane transporter plug-in for applications in biocatalysis and whole-cell biosensing of alkanes.
合成生物学中全细胞装置的有效应用必须考虑目标分子进入细胞的速率。本文证明假单胞菌 Pseudomonas putida GPo1 的 AlkL 蛋白是一种烷烃输入蛋白，能够以具有工业相关性的速率摄取 C7–C16 正烷烃。在大肠杆菌中，若不表达 alkL，正烷烃摄取是 C7–C16 烷烃全细胞生物转化以及 C10 和 C11 烷烃激...
Immuno nanoparticles integrated electrical control of targeted cancer cell development using whole cell bioelectronic device.
细胞电性质决定多数细胞功能，尤其发生在细胞膜上的过程。由于癌细胞膜电位通常比正常增殖细胞更负，操控这些电性质可能为癌症电疗提供有效手段。此前作者用阻抗传感系统（EIS）研究癌细胞 SKOV3 和正常细胞 HUVEC 对低强度（<2 V/cm）交流电场的响应，确定 SKOV3 增殖停滞的最佳频率为 200 kHz，且未损伤 HUVEC...
Characterisation of a marine bacterium Vibrio brasiliensis T33 producing N-acyl homoserine lactone quorum sensing molecules.
N-酰基高丝氨酸内酯（AHL）是多数革兰氏阴性菌群体感应（QS）中的信号分子，QS 可调控与种群密度和信号分子浓度相关的多种生理活动。为筛选具有 QS 特性的海水携带细菌，本研究以紫色杆菌 Chromobacterium violaceum CV026 作为 AHL 生物传感器，对海洋细菌进行 AHL 产生初筛。基于初筛结果分离得到...
Cell-based biosensor to report DNA damage in micro- and nanosystems.
理解新设计的微纳材料与系统如何影响细胞生理，是相关技术走向应用的关键。微纳系统中的力学作用、纳米材料及光、热、电场等刺激可直接或经活性氧间接损伤DNA，因此需要简便、定量、非破坏性的基因毒性评估方法。本文在NIH-3T3细胞中构建了一种基于TurboRFP的DNA损伤报告细胞系：p53响应性p21启动子驱动TurboRFP表达，使细...
Genetic regulation of spy gene expression in Escherichia coli in the presence of protein unfolding agent ethanol.
在活细胞中，分子伴侣协助新生蛋白折叠、分泌、防止聚集并修复损伤蛋白。大肠杆菌中最近发现一种非ATP依赖的周质伴侣蛋白Spy，在乙醇、丁醇和单宁酸等蛋白变性剂存在时显著上调。BaeR和CpxR两个响应调节蛋白已被确认为spy基因的转录调节子，但乙醇等蛋白变性剂条件下spy的遗传调控机制尚未详细阐明。本研究结合遗传学、分子生物学和生化实...
Pseudomonas cremoricolorata strain ND07 produces N-acyl homoserine lactones as quorum sensing molecules.
群体感应（QS）是细菌细胞间通讯系统，其介导的基因表达与种群密度同步，特定基因活性的调控依赖于信号分子N-酰基高丝氨酸内酯（AHLs）。本研究报道了从马来西亚淡水样本中分离的菌株ND07所产生AHLs的鉴定与表征。16S rDNA分子鉴定显示，ND07与Pseudomonas cremoricolorata聚类关系密切。该菌株培养上...
Single-cell trapping and selective treatment via co-flow within a microfluidic platform.
本文设计、制备并表征了一种基于层流共流的低成本微流控平台，用于芯片上单细胞的选择性捕获与处理。该平台利用微尺度层流中多股液流可并排流动且仅通过扩散混合的特性，通过调节两入口流量比控制不同溶液在捕获腔中的占据比例，从而对同一细胞群体中的单个细胞进行选择性给药或处理。系统操作简便、适应性强，无需特殊设备。作为概念验证，作者以分离的小鼠肝...
Engineering an Acinetobacter regulon for biosensing and high-throughput enzyme screening in E. coli via flow cytometry.
作者建立了一套基于单细胞分选的酶活性筛选系统，用于检测产生3,4-二羟基苯甲酸（34DHB）的大肠杆菌。将从Acinetobacter sp ADP1获得的自调控转录因子pcaU及其启动子区改造后导入大肠杆菌，构建pcaU调控GFP表达的基因回路。该工程化pcaU调控子在外源34DHB浓度高于5 µM时可被诱导，因而可作为检测这一尼...
A cell-based biosensor system HepG2CDKN1A-DsRed for rapid and simple detection of genotoxic agents.
基因毒性测试的法规要求通常依赖细菌与哺乳动物细胞试验组合，用于检测基因突变和染色体畸变，但这些方法耗时、昂贵且不适合快速筛选。本研究开发了一种新的全细胞生物传感器系统，用于快速、简便地检测基因毒性物质。该系统基于人肝癌 HepG2 细胞稳定转染 CDKN1A 启动子控制红色荧光蛋白 DsRed2 的质粒，命名为 HepG2CDKN1...
Quorum sensing activity of a Kluyvera sp. isolated from a Malaysian waterfall.
许多细菌利用群体感应机制根据种群密度调控基因表达与行为，N-酰基高丝氨酸内酯（AHLs）是其中重要的可扩散自诱导分子。本研究旨在表征从马来西亚瀑布分离的细菌菌株 ND04 的 AHL 产生特性。通过 16S 核糖体 RNA 基因序列分子分析，ND04 被鉴定为 Kluyvera sp.，该菌与肠杆菌科关系密切。研究采用紫色色杆菌 C...
A three-dimensional cell-laden microfluidic chip for in vitro drug metabolism detection.
三维组织平台正成为量化细胞群体异质性的首选方法，用于多种诊断和药物治疗应用。微流控传感器及其与微流控系统的集成通常被视为宏观器件的微型化版本，其典型工作液量仅 100 nL 至 10 μL，在处理昂贵且难以获取的样品和试剂方面具有独特优势。构建功能完整的细胞基生物传感器需要结合生物图案化与微加工技术。本文采用数字微镜（光刻）系统构建...
A recombinant Escherichia coli biosensor for detecting polycyclic aromatic hydrocarbons in gas and aqueous phases.
多环芳烃（PAHs）是石油加工和含碳燃料燃烧产生的常见有机污染物，部分具有致癌、致突变和致畸作用。现有色谱法精确但复杂昂贵，且 PAHs 疏水易挥发，现场监测困难。本文构建了一种重组大肠杆菌全细胞生物传感器，用于通过颜色变化检测气相和水相中的 PAHs。作者将编码萘降解调控蛋白 NahR 的 nahR 基因及其启动子 Pr、Psal...