Qualitative and quantitative assessment of genotoxins using
本研究构建了一种新型细菌基因毒性检测菌株 E. coli BL21/pUC-PST，其中 λ 噬菌体 SRRz 裂解基因簇由新设计的 SOS 响应启动子 Psos-box 控制。该生物传感器在与致突变物接触 0.5 h 后发生响应，培养液浊度变化可肉眼与对照区分。系统对丝裂霉素 C、甲胺磷、甲基甲磺酸酯、二硫酮和二氯氟菌胺五种模型 ...
Advances in characterizing microbial community change and resistance upon exposure to lead contamination: Implications for ecological risk assessment.
分子生物学技术的进步推动了微生物对铅暴露响应的大量研究，利用系统发育分析和功能基因鉴定来解析铅毒性对微生物群落的影响。本文系统综述了近期研究，重点包括：（1）微生物的铅抗性机制；（2）受污染水体沉积物和陆地土壤中微生物群落的变化；（3）铅抗性基因在铅生物传感器开发中的应用。大量体外和原位证据表明，铅暴露会抑制微生物呼吸和代谢等活性，...
Designing Bacterial Chemotactic Receptors Guided by Photonic Femtoliter Well Arrays for Quantifiable, Label-Free Measurement of Bacterial Chemotaxis.
全细胞生物报告系统如细菌可用于环境和临床样品中特定分析物的传感，但现有观察趋化性响应的方法多依赖显微镜分析、荧光标记和难以规模化的微流控装置。本文证明，可在数分钟内利用硅飞升级微孔阵列（FMAs）的本征光学测量检测细菌趋化性。通过相位偏移反射干涉光谱测量（PRISM），微孔阵列作为硅衍射光栅，实现无标记、实时定量光学读出中被困细菌数...
Biosensor-based enzyme engineering approach applied to psicose biosynthesis.
本文报道了一种用于 D-psicose（D-阿洛酮糖，D-allulose）生物合成的基于生物传感器的酶工程筛选策略。D-psicose 是一种天然含量低、非毒性、具有甜味且可能有助于对抗肥胖和 2 型糖尿病的稀有糖。作者以 Clostridium cellulolyticum 来源的 D-psicose 3-差向异构酶（DPEas...
Hydrogel Microparticles Functionalized with Engineered
近年来，生物炼制对高价值化学品合成提出更高要求，内酰胺是尼龙工业中产量达百万吨级的重要大宗化学品。为筛选高产内酰胺生产菌株，亟需高通量内酰胺传感策略。本文报道一种稳健的活体内酰胺生物传感器，其由水凝胶微球封装工程化内酰胺响应大肠杆菌微菌落构成。该微球可通过液滴微流控技术便捷制造，制造速率最高可达每小时1000万个。传感器能够以剂量依...
Directed evolution of the PcaV allosteric transcription factor to generate a biosensor for aromatic aldehydes.
基于变构转录因子（aTF）的生物传感器可用于检测代谢物和工业分子，但现有方法多依赖有限的天然 aTF，因此改变其配体特异性以识别新效应物具有重要意义。本研究以 Streptomyces coelicolor 的 PcaV 阻遏蛋白（MarR 家族 aTF）为基础，构建了检测羟基取代苯甲酸（包括原儿茶酸 PCA）的遗传编码生物传感器，...
Ex vivo perfusion-based engraftment of genetically engineered cell sensors into transplantable organs.
尽管免疫抑制治疗降低了肝移植排斥发生率，现有移植生物标志物仍难以在急性或慢性排斥早期敏感检测，从而限制临床干预。本研究开发了一种可用于监测肝移植后局部事件的基于细胞的生物传感器。作者以机器灌注系统为平台，将遗传工程化细胞植入供体肝脏，以建立“移植中的移植”概念。实验证明该生物传感器细胞具有良好生物相容性，并能通过灌注在器官内实现高效...
Simple and economical biosensors for distinguishing Agrobacterium-mediated plant galls from nematode-mediated root knots.
农杆菌介导的植物冠瘿常因症状与根结线虫根结相似而被误诊。本研究基于农杆菌 opine 代谢开发了简单经济的生物传感器，用于诊断农杆菌诱导的根瘿。该传感器由农杆菌甘露醇培养基（ABM）琼脂、X-gal 和工程生物传感器菌株组成。其工作原理为：植物冠瘿组织释放的外源诺帕林（nopaline）结合 LysR 型转录激活蛋白 NocR，形成...
Comprehensive Profiling of Diverse Genetic Reporters with Application to Whole-Cell and Cell-Free Biosensors.
全细胞与无细胞转录-翻译生物传感器因成本低、环保且易用，正成为传统检测方法的替代方案。其生物响应需转换为易检测的物理化学信号，遗传报告基因选择对性能至关重要，但以往多依赖经验试错。本文在汞离子和群体感应分子两个代表性传感器中，系统比较八种报告基因：荧光类（gfpmut3、deGFP、mCherry、mScarlet-I）、比色类（l...
Switching the Ligand Specificity of the Biosensor XylS from
假单胞菌 XylS 转录激活因子在苯甲酸类效应物存在下诱导 Pm 启动子转录，间甲苯酸最有效，对甲苯酸较弱。为改变其效应物特异性，作者在 E. coli 中建立双选择系统：Pm 启动子控制 bla 和 tetR，tet 启动子控制 cat。氨苄青霉素抗性用于正选择，富集识别目标配体的 XylS 突变体；氯霉素敏感性用于负选择，排除识...
Nanobody-based sandwich reporter system for living cell sensing influenza A virus infection.
流感疫情每年造成数百万重症和数十万死亡，现有疫苗因病毒频繁变异而保护有限，亟需快速监测流感病毒感染的实验方法。此前虽已构建携带荧光蛋白或小型荧光素酶的复制型报告病毒，但每种病毒株均需反向遗传改造，费时且不便。本研究利用流感A病毒核蛋白（NP）特异性纳米抗体，构建了一种NP依赖的报告基因转录激活模块。该模块将Gal4 DNA结合域（D...
Detecting Changes in the
秀丽隐杆线虫已成为生物学中的关键模式生物。其肠道透明、生长周期短，并可建立定义明确的肠道菌群，使其成为理解与工程化宿主-微生物群落的理想候选。本文报道了一种用于在体内表征全细胞细菌生物传感器的实验模型。作者在大肠杆菌 Nissle 1917（EcN）中构建了响应异丙基-β-D-1-硫代半乳糖苷（IPTG）的双质粒传感器系统，并在体外...
10.3389/fmicb.2019.02355
抗生素耐药菌的迅速出现要求开发新的治疗选择。小分子干扰毒力过程而非生长，有望作为传统抗生素的替代。抗毒力剂可降低细菌毒力并减少耐药选择压力。在机会致病菌铜绿假单胞菌中，关键毒力性状表达受群体感应（QS）控制，因此 QS 抑制剂是有前景的抗毒力剂。虚拟筛选可快速低成本从大分子库中选择靶标配体，药物重定位则基于 FDA 批准药物的脱靶活...
Communication within East Antarctic Soil Bacteria.
南极洲是地球上最寒冷、干燥且多风的大陆，其陆地环境极端，但土壤仍含有多样微生物，提示细菌可能依赖细胞间通讯维持生存。本研究从东南极 Vestfold Hills 地区 Adams Flat 土壤分离细菌，利用基于 LuxI/LuxR 的群体感应（QS）生物传感器，即根癌农杆菌 NTL4、紫单胞菌 CV026 和大肠杆菌 MT102，...
Amyloid β-protein oligomers promote the uptake of tau fibril seeds potentiating intracellular tau aggregation.
背景：针对阿尔茨海默病（AD）药物研发屡遭失败，可能与对淀粉样蛋白β（Aβ）和tau蛋白协同致病机制理解不足有关。方法：本研究检验Aβ是否增强胞内tau聚集，并证明寡聚态Aβ特异性加剧tau病理性种子化。利用tau生物传感器细胞，作者发现亚毒性浓度Aβ寡聚体（而非单体或纤维）可“预激活”细胞，使其更易受tau种子感染；当加入重组或脑...
Detection of Superoxide Alterations Induced by 5-Fluorouracil on HeLa Cells with a Cell-Based Biosensor.
体外细胞培养监测可作为评估化疗药物诱导细胞氧化应激的指标。本研究采用基于细胞的生物电生物传感器，检测人宫颈癌 HeLa 细胞经 5-氟尿嘧啶（5-FU）处理后培养上清中超氧化物（superoxide, O2•−）水平的变化。同时，以 MTT 增殖实验评估 5-FU 的细胞毒性，用线粒体靶向荧光探针 MitoSOX Red 测定线粒体...
YestroSens, a field-portable S. cerevisiae biosensor device for the detection of endocrine-disrupting chemicals: Reliability and stability.
农业、工业化和城市化使废水、地表水和饮用水中潜在有害化合物浓度升高，雌激素类固醇激素即为典型内分泌干扰物。即使仅数纳克/升，也可引起人和野生动物的急慢性健康问题。本文报道一种基于酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）的雌激素生物传感器，可在1 nM浓度下检测雌二醇（E2）和炔雌醇（EE2）。研究首先在最适实验室...
Quorum Sensing Signaling Alters Virulence Potential and Population Dynamics in Complex Microbiome-Host Interactomes.
尽管首个基于 N-酰基高丝氨酸内酯（AHL）的群体感应（QS）已在海洋环境中发现，但 AHL QS 系统的丰度、性质和多样性仍知之甚少。明确其流行程度、多样性及对海洋种群动态的影响，有助于理解 AHL 信号分子在重要且未充分探索生态位中的演化。对 Stelletta normani 和 BD1268 海绵样本的微生物组分析鉴定出若干...
Extracellular electrophysiological based sensor to monitor cancer cells cooperative migration and cell-cell connections.
本文报道了一种基于细胞外电生理测量的生物传感器，可重复、实时地监测并定量接种在电极上的C6胶质瘤细胞的集体迁移和细胞-细胞连接形成。迁移细胞产生的生物电信号幅度和频率随时间变化，利用这些参数可准确计算迁移速度。电生理测量还能区分单个细胞迁移与集体细胞迁移：密集贴附细胞产生强信号，分散细胞仅显示弱生物电活动。作者将该电生理技术作为全细...
Bacterial Valorization of Lignin: Strains, Enzymes, Conversion Pathways, Biosensors, and Perspectives.
木质素是植物细胞壁中结构复杂的芳香聚合物，早期在木质纤维素生物燃料生产中常被视为抑制发酵菌的副产物而需去除；但作为芳香化合物来源，其生物产品潜力巨大，复杂结构限制了利用。本文综述细菌在木质素降解与高值化中的作用，包括可降解木质素的土壤细菌及其酶（DyP 型过氧化物酶、漆酶/多铜氧化酶等），能同时溶解释放木质素与碳水化合物的厌氧纤维素...