环境pH既是微生物栖息地多样性与功能的驱动因素，也是其代谢活动的结果，菌丝影响区（mycosphere）即典型例子。本研究构建了一种新型pH敏感全细胞生物报告菌Synechocystis sp. PCC6803_peripHlu，将比率型pH敏感荧光蛋白pHluorin2经Tat通路定位于周质，并结合比率荧光显微镜，在微米尺度上对m...
本研究通过将从脱硫弧菌（Geobacter sulfurreducens）中获得的 ArsR1（GSU2952）调控回路置于绿色荧光蛋白（GFP）报告基因上游，构建了一种用于特异性检测生物可利用砷的大肠杆菌全细胞生物传感器。该大肠杆菌细胞仅在亚砷酸盐存在时发出绿色荧光，且在 M9 补充培养基中培养时比在 LB 培养基中对亚砷酸盐更敏...
抑郁症具有多因素和异质性，使精准治疗困难。肠道微生物组与神经功能之间的相互作用构成肠脑轴，微生物产生的多种代谢物通过该轴影响宿主免疫、代谢和神经通路。粪菌移植等研究提示，肠道菌群组成变化可导致肠脑轴失调，并可能参与抑郁发生。当前生物标志物检测常依赖脑脊液或血液样本，采用高效液相色谱、质谱和核磁共振等技术；合成生物学则通过工程化益生菌...
Toll样受体（TLR）是识别保守微生物成分的主要模式识别受体，在固有免疫和适应性免疫启动中发挥重要作用。由于微量 TLR 配体即可产生强免疫调节效应，研究及治疗性生物制品生产中常需高灵敏、高特异检测 TLR 配体。本文报道基于高灵敏 NF-κB::eGFP 报告基因 Jurkat JE6-1 T 细胞系构建的细菌 TLR 配体检测...
细胞色素P450酶（P450s）是广泛存在的血红素-硫醇蛋白超家族，在代谢网络和次级代谢中起关键作用，但其在酿酒酵母中表达水平低、活性不足是研究与应用的主要瓶颈。为提高P450s在酿酒酵母中的功能表达，本研究将拟南芥cDNA文库在产生甜菜碱的酵母菌株yJS1256中过表达，并利用该菌株作为生物传感器进行高通量筛选。筛选鉴定出AtGR...
本研究以能矿化雌激素内分泌干扰物的 Caenibius tardaugens NBRC 16725（ARI-1，原 Novosphingobium tardaugens）为对象，解析其基因组中负责 17β-雌二醇降解的 edc 基因簇。该簇包含编码上游降解途径酶的两个推定操纵子 OpA 和 OpB。研究在 edc 簇中鉴定出编码 T...
食源性人畜共患病原菌对食品安全构成严重威胁。随着肉、奶、蛋等动物源食品需求增加，需要在产品进入市场前更快检测感染动物或污染食品。传统检测依赖耗时的微生物培养。本文建立了一种基于群体感应的食源性病原菌检测方法，以携带特殊传感质粒的细菌生物传感器与目标菌共培养，用于检测肠耶尔森菌（Yersinia enterocolitica）。该方法...
本文报道了一种基于负反馈放大电路的高灵敏镉离子（Cd2+）全细胞生物传感器。作者以天然携带 cad 操纵子的 P. putida KT2440 为宿主，构建含 Plteto1-cadR-T-Pcad-mcherry-T 的基因回路，并利用 TetR/aTc 负反馈模块调控 CadR 表达，从而放大 mCherry 荧光输出。与不含负...
重金属可致人类多种胎儿疾病，工厂废水中的重金属可污染饮用水、鱼类和农作物。电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）和原子吸收光谱（AAS）常用于分析重金属含量，但需要前处理且昂贵复杂。为克服这些限制，作者开发了三种基于大肠杆菌（E. coli）全细胞生物传感器的金属传感材料。菌株经工程化改造，分别携带含 copA、zntA 和 mer ...
基于转录因子的全细胞生物传感器因简单、低成本和环保，正成为传统分析方法的重要替代。本研究利用基因工程在Cupriavidus metallidurans CH34中开发金离子全细胞生物传感器：CupR转录因子与金离子相互作用后激活启动子，驱动报告基因表达并产生输出信号。通过改变启动子序列，可显著提高菌株的金离子特异性。工程菌株检测灵...
装备遗传编码乳酸生物传感器的细菌是生物制药生产、诊断和细胞治疗中的有前景工具。然而，许多应用涉及富糖和缺氧环境，现有全细胞乳酸传感器在这些条件下性能较低。本文通过改造天然 LldPRD 启动子及其 LldR 转录调控因子，构建并优化了一种合成乳酸生物传感器系统。作者设计含 LldR 操纵子的杂合启动子，去除葡萄糖分解代谢抑制和缺氧抑...
本文报道利用改性纳米金刚石调控聚合物表面润湿性与生物污损，并以光学氧传感器为例构建原位生物传感器。通过改变纳米金刚石的表面修饰类型和用量，同一含氟聚合物表面既可表现出杀菌/抗污损性质，也可表现出对生物材料的良好粘附。作者通过优化改性纳米金刚石的热锚定条件，实现了对表面润湿和生物污损性质的精确控制。体外与体内实验表明，固定氨基官能团会...
角质形成细胞是皮肤主要细胞类型，其增殖能力是维持皮肤功能的关键，但随年龄增长而下降。表皮生长因子（EGF）可促进角质形成细胞生长，但在医学和化妆品应用中受限于成本高、稳定性差及难以透皮等问题。因此，寻找可模拟EGF活性的小分子天然化合物具有重要意义。本研究利用改良的全细胞生物传感器系统，观察到姜黄来源的萜类小分子异姜黄烯醇（isop...
破坏病原菌群体感应（QS）通讯或群体淬灭（QQ）分子是应对细菌感染的有前景策略。芽孢杆菌属具有益生菌和天然抗菌分子来源等生物技术应用。本研究表征了从不同养殖鱼类肠道分离的200株芽孢杆菌抑制鱼类病原菌QS的QQ潜力。约12%受试鱼源芽孢杆菌可干扰合成QS分子；进一步筛选10株胞外QQ分子产生菌，并评估其对气单胞菌属、弧菌属、Phot...
谷氨酸棒杆菌（Corynebacterium glutamicum）是重要的重组蛋白分泌平台。作者利用此前建立的基于增强型黄色荧光蛋白（eYFP）的全细胞报告菌株，通过监测 Sec 依赖蛋白分泌引发的分泌应激，定量评估异源角质酶（cutinase）的分泌。实验中分别采用表现较弱的 PelSP 和较强的 NprESP 信号肽驱动 cu...
砷营养细菌可通过将高毒性的三价砷[As(III)]氧化为低毒、低生物累积的五价砷[As(V)]降低砷污染。本研究以从砷污染管井水中分离的亚砷酸盐氧化菌 Achromobacter xylosoxidans BHW-15 为对象，系统评价其砷耐受、细胞内砷积累、固定化转化及电化学检测能力。该菌最低抑制浓度（MIC）为15 mM As(...
为优化生物技术与制药用途的蛋白表达与折叠，本文报道了一种双报告生物传感器系统，可在单细胞水平同时评估大肠杆菌内源蛋白的翻译与折叠状态，从而快速筛选突变库。该系统由翻译偶联报告模块和热休克响应折叠报告模块组成：目标蛋白完整翻译时驱动 mCherry 表达，错误折叠或包涵体形成时通过 RpoH/σ32 激活 IbpA 启动子表达不稳定 ...
二胺是重要的平台化学品，尤其可作为聚合物合成单体。高通量二胺生物合成传感器可显著提升生物制造效率。本文在谷氨酸棒杆菌中鉴定并表征了一种由转录因子驱动、用于检测腐胺和尸胺的全细胞生物传感器。TetR家族调控蛋白CgmR（CGL2612）可特异性识别二胺化合物。作者通过系统优化pSenPut的遗传元件，提高了传感器动态范围和对腐胺的敏感...
慢性创伤性脑病（CTE）是一种神经退行性 tau 病，表现为行为、情绪和认知损害。Tau 病以 tau 蛋白在脑内进行性沉积为特征，tau 种子可采取不同构象并作为模板自我放大，介导病理跨细胞传播。表达携带 P301S 突变的 tau 重复域（RD）并融合 CFP/YFP 的细胞基生物传感器可通过诱导 tau 聚集产生 FRET，定...
针对SARS-CoV-2疫情中抗病毒药物匮乏，作者开发了一种用于高通量监测病毒复制的细胞内生物发光报告系统。通过构建表达萤火虫荧光素酶的细胞系，使荧光素酶由冠状病毒3CLPro共识切割位点维持失活形式；当3CLPro表达或SARS-CoV-2感染时，发光生物传感器被激活。该细胞实验用于筛选492个代谢导向化合物，以鉴定冠状病毒的代谢...