针对目标代谢物的生物传感器可为代谢工程提供高通量筛选工具，但已充分表征的代谢物感知模块往往缺乏，限制了稳健生物传感器的快速开发。本研究提出转录组辅助代谢物感知（TAMES）策略，通过比较目标代谢物产生株与非产生株的选择性转录组分析，并结合定量逆转录 PCR（RT-qPCR）验证，筛选响应目标代谢物的感知模块。将该策略应用于 3-脱氢...
NADPH 在细胞生物合成和氧化应激响应中起关键作用。作者此前基于大肠杆菌转录调控因子 SoxR、其靶启动子 PsoxS 和 eYFP 荧光报告蛋白构建了遗传编码 NADPH 生物传感器 pSenSox。本研究利用 pSenSox 考察大肠杆菌中不同参数对传感器输出的影响，模型反应为严格依赖 NADPH 的 Lactobacillu...
转录生物传感器在代谢工程与合成生物学中具有重要应用，但天然代谢物种类多样，要求生物传感器具备可按需定制的配体特异性。本研究以 Herbaspirillum seropedicae 的非特异性 FdeR-PfdeAR LysR 型生物传感器为底盘，引入 Sinorhizobium meliloti 中具木犀草素（luteolin）特异...
使用微生物如细菌的生物传感器具有生命周期短等优势。一种已开发的比色生物传感器技术是利用大肠杆菌（E. coli）生物反应器介导的普鲁士蓝形成反应与铁氰化物。固定化可使细菌在不降低其生物受体能力的前提下长期使用。本研究旨在开发一种新型、快速的固定化细菌生物传感器，用于检测水中毒性化合物并评估其分析性能。采用包埋法将 E. coli 固...
耐药菌已成为全球公共卫生威胁。基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）可较快速鉴定细菌，但难以测定抗生素耐药性。生物传感器可通过在传感表面捕获细菌并监测其生长来评估耐药性，但该问题尚未得到充分研究。本研究在96孔微孔板中评估大肠杆菌（Escherichia coli, E. coli）捕获后的生长，发现基于抗体的...
病原体的早期检测需要快速、选择性高、灵敏且低成本的方法。我们报道了一种基于大肠杆菌-绿色荧光蛋白（E. coli-GFP）印迹有机硅氧烷（OSX）聚合物的高灵敏、高选择性生物传感器。通过调节溶胶-凝胶反应参数，制备出高光学透明、无裂纹、无收缩的 OSX 聚合物。采用复制印迹法，将灭活 E. coli-GFP 的独特形状和化学指纹印入...
感染细菌的噬菌体可直接裂解宿主，也可将其基因组整合入细菌染色体形成前噬菌体。前噬菌体通常处于沉默状态，但在化学物等刺激下可被再激活，释放大量噬菌体并感染其他敏感细菌，从而引发病毒暴发，危害生态系统或污水处理、沼气发酵等技术系统。近期已开发一种基于微热量计的方法，通过比较携带（λ+）和不携带（λ−）lambda 前噬菌体大肠杆菌生物指...
从环境来源中检测并回收重金属是环境保护与治理的重要任务。基于此前关于细胞可视化检测和生物吸附的研究，作者利用 BioBrick 合成生物学技术构建了一种兼具两种功能的新系统。该系统将金特异性感知 gol 调控子组装在金伴侣蛋白 GolB（金特异性结合蛋白）上；GolB 负责选择性吸附金离子，从而使整合系统具有更高的金耐受性。将该系统...
本文报道了迄今首个基于光纤内微腔马赫-曾德尔干涉仪（µIMZI）的选择性无标记生物传感研究。传感结构通过飞秒激光微加工在单模光纤中制备，形成直径约50 µm的微腔。与以往仅研究微腔内折射率变化的工作不同，本研究通过化学表面修饰赋予传感器检测特异性。作者将MS2噬菌体固定化在功能化表面作为识别元件，使其特异性靶向活大肠杆菌C3000菌...
尽管2-苯乙酸（PA）是内源生长素家族中重要的植物激素，其生物合成途径尚未阐明。本研究开发了一种新型全细胞生物传感器，通过调控大肠杆菌芳香化合物分解代谢，实现对PA和2-苯乙胺（PEA）的同时定量。该传感器利用PA操纵子（PA regulon）识别PA及PEA：PEA可经细菌代谢转化为PA，从而激活绿色荧光蛋白（GFP）报告系统。为...
胞内 NADPH 浓度分析是设计微生物生产菌株和工艺优化的前提。mBFP 是一种源自宏基因组的蓝色荧光蛋白，其荧光依赖 NADPH 结合。本文对 mBFP 进行了表征，结果显示其对 NADPH 具有高度特异性结合（KD 0.64 mM），不结合 NADH，并仅放大 NADPH 的内源荧光。mBFP 还能催化 NADPH 依赖的苯甲醛...
2-氧代戊二酸（2-OG，α-酮戊二酸）是三羧酸循环中间物，也是碳氮代谢和多种生物过程的重要信号分子。为在活细胞内测量其浓度与动态变化，作者基于荧光共振能量转移（FRET）技术设计了一组可用于不同生物体的生物传感器。该传感器利用两种蓝细菌蛋白 PII 和 NtcA 在结合 2-OG 后发生的构象变化，将供体荧光蛋白 mTurquoi...
感染诊断和抗生素药敏试验通常耗时且费力。本文报道一种微波-微流控生物传感器，用于快速、无接触、无创地检测不同 pH 培养基中大肠杆菌（E. coli）的浓度与生长，以提高临床微生物学效率。微流控通道与微波谐振器之间的薄层界面显著增强了检测灵敏度。微流控芯片采用标准软光刻制备，注入细菌样品后与工作在 2.5 GHz、初始品质因数 83...
异戊二烯是合成橡胶前体和萜类途径特征产物。本研究利用 Ralstonia pickettii 的 TbuT 转录调控因子构建异戊二烯生物传感器，使其在工程大肠杆菌中响应细胞内异戊二烯并驱动荧光报告基因表达。由于 TbuT 将异戊二烯识别为次优效应分子，作者采用 T7 RNA 聚合酶介导的转录级联放大报告基因表达，并系统调节 tbuT...
安培生物传感器广泛用于生理和环境样品中生物标志物的快速检测，但其电流信号的动态特性与线性关系尚未被充分理解。本研究以基于自组装单分子层（SAM）的细菌16S rRNA生物传感器为对象，系统研究安培生物传感中的扩散–反应动力学。作者建立了数值模型，用于优化微流控反应室尺寸并阐明传感器响应随目标浓度变化的规律。结果表明，反应室尺寸引起的...
本文报道了一种基于荧光的代谢物传感器，用于在大肠杆菌内检测多种具有生物技术价值的醛类。YqhC 是一种转录调控因子，在醛类存在时可上调 yqhD-dkgA 操纵子。作者利用该特性构建了双模块生物传感器：感知模块组成性表达 yqhC，报告模块则在 yqhD 启动子控制下表达 syfp2 荧光报告基因。通过对感知模块和报告模块的 5'-...
致病性大肠杆菌（E. coli）广泛存在于自然界，并严重威胁人类健康。传统菌落计数法耗时长，不适合快速检测，因此亟需提高检测效率与灵敏度的新策略。适配体因具有极高亲和力和特异性，已广泛用于各类传感器，并在致病性大肠杆菌快速检测中取得成功应用。本文综述了用于大肠杆菌的适配体筛选最新进展，以及适配体生物传感器的制备与应用，重点介绍光学传...
工程化微生物以监测环境化学物质或生产目标生物产品通常依赖合适的生物传感器，但将配体结合蛋白转化为生物传感器较为困难。本文报道了一种在大肠杆菌中构建生物传感器的一般策略：利用配体依赖性稳定转录激活蛋白，实现报告基因表达随配体浓度变化。作者以 LacI 作为配体结合域，将其与 Zif268 DNA 结合域和 RNA 聚合酶 ω 亚基 R...
大肠杆菌（Escherichia coli, E. coli）的快速、灵敏检测对食品安全和临床诊断具有重要意义。本文提出一种基于 16S rDNA 的电化学生物传感器，用于快速检测大肠杆菌。该传感器以 Au 叉指电极为基底，利用巯基化肽核酸（PNA）探针连接金纳米颗粒（AuNPs）构建纳米间隙网络电极。当特异性 16S rDNA 片...
三乙酰酸内酯（TAL，4-羟基-6-甲基-2-吡喃酮）可转化为多种高价值产品，具有通过代谢工程开发为可再生平台化学品的潜力。作者此前基于大肠杆菌 AraC 调控蛋白构建了内源 TAL 传感器，并用于筛选 2-吡喃合成酶（2-PS）变体文库，在大肠杆菌中鉴定出使液体培养 TAL 产量提高最多 20 倍的变体。本研究进一步优化该传感器-...