本研究开发了一种量子点（QD）偶联的大肠杆菌（E. coli）全细胞生物传感器，即 E. coli–QD 生物偶联物，作为探测细胞损伤的新型分子工具。该生物偶联物保持存活，并在 585 nm 处呈现荧光发射。扫描电子显微镜（SEM）分析表明，QD 被固定在大肠杆菌细胞表面，共聚焦显微镜进一步可视化了细胞表面 QD 的荧光。E. co...
本研究设计并验证了一种用于大肠杆菌中木糖检测的基因回路。作者将编码木糖结合蛋白（XBP）的 xylF 基因克隆至 pT7T3 18U 载体，置于枯草芽孢杆菌 Pbsu 组成型启动子下游，并将绿色荧光蛋白（GFPuv）编码序列置于 xylF 启动子（PxylF）控制下，构建 pT7T3-GFP-XBP。在 xylF 敲除的大肠杆菌 J...
咖啡因（1,3,7-三甲基黄嘌呤）及其他甲基黄嘌呤广泛用于饮料和药物，造成显著环境污染。作者通过基因重构策略，将假单胞菌 Pseudomonas putida CBB5 的烷基黄嘌呤降解（Alx）基因簇移植到大肠杆菌 Escherichia coli 中，构建可移植的咖啡因降解操纵子。研究发现，必须加入来自 Janthinobact...
本文报道了一种基于 CadR 转录因子的大肠杆菌全细胞荧光生物传感器，用于优化对镉和汞的特异性检测。作者通过从 CadR C 端延伸区分别截短 10 和 21 个氨基酸，获得 CadR-TC10 和 CadR-TC21 突变体，并将 cadR、cadR-TC10 和 cadR-TC21 基因作为传感元件，构建以绿色荧光蛋白（GFP）...
3-羟基丙酸（3-HPA）自行车是独特的CO2固定途径，其酶不受氧气抑制，且可产生具有生物技术价值的新中间体，CO2固定步骤较快。作者在大肠杆菌K12中异源表达该途径的部分区段，并将其分为四个子路径：（1）由乙酰辅酶A合成丙酰辅酶A；（2）由丙酰辅酶A合成琥珀酸；（3）生成乙醛酸并再生乙酰辅酶A；（4）同化乙醛酸和丙酰辅酶A生成丙酮...
过去十年纳米颗粒生产与应用快速发展，迫切需要简便、快速且具预测性的毒性筛选方法。本研究基于应激响应细菌生物传感器阵列，考察铜纳米颗粒（CuNPs）的毒理学效应及毒性来源。传感菌株响应显示，CuNPs 不仅在大肠杆菌中诱导氧化应激，还引起蛋白、DNA 和细胞膜损伤，最终导致生长抑制。酶解毒分析将毒性追溯到 CuNPs 产生的 H2O2...
本研究利用响应底物限制的微生物全细胞生物传感器开发了一种可用作缩小规模（scale-down）工具的微型生物反应器平台。在大肠杆菌中选择了三种绿色荧光蛋白（GFP）转录报告系统：uspA::gfp、csiE::gfp 和 yciG::gfp。前期研究表明，这类启动子可在底物限制条件下被诱导，而在异质性生物反应器培养中受到显著抑制；本...
本文报道了利用合成生物学策略改造大肠杆菌 HydHG 双组分转录调控网络，以构建具有可调灵敏度的锌离子生物传感器。HydHG 系统可感知胞外锌并调控锌稳态相关基因表达。作者首先在 zraP 启动子控制下引入自激活回路，使 HydG 与绿色荧光蛋白（GFP）报告基因共同表达，并通过 HydG 的正反馈增强 zraP 转录。结果显示，自...
本研究开发了一套基于大肠杆菌营养缺陷型的全细胞生物传感器阵列，用于高效、低成本地高通量定量生理体液或微生物培养物中的氨基酸。作者利用在线数据库进行理性设计，筛选氨基酸生物合成途径末端基因，预测其单基因缺失可产生对特定氨基酸的营养缺陷型。针对精氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、苏氨酸、色氨酸和酪氨酸，...
本文提出一种用于生化需氧量（BOD）快速检测的电化学方法，将大肠杆菌（E. coli）作为生物催化剂、中性红（NR）作为人工电子受体，共固定于玻碳电极（GCE）表面。作者比较了两种电极修饰策略：一种先将 NR 电聚合为聚中性红（PNR）膜，再将 E. coli 与聚乙烯醇接枝4-乙烯基吡啶（gPVP）混合覆盖于 PNR 膜上，得到 ...
本研究构建了一种用于检测谷氨酰胺（glutamine, Gln）的大肠杆菌全细胞生物传感器 GlnLux。该传感器以谷氨酰胺营养缺陷型大肠杆菌 JW3841-1（glnA732::Kan）为细胞换能器，通过转入由组成型 T7 启动子驱动的费氏弧菌 luxCDABE 发光操纵子质粒 pT7-lux 实现信号输出。由于菌株缺失谷氨酰胺合...
全球估计超过1亿人受砷污染地下水影响，孟加拉国和西孟加拉国是最严重地区之一。现场砷检测需要一种简单、廉价、准确且可抛弃的设备。作者此前报道了一种以pH变化为输出的新型砷生物传感器，可通过pH指示剂的颜色变化进行视觉检测。本文提出改进的试验配方，使样品在静态过夜孵育条件下即可敏感、准确地检测低于10 ppb的砷酸盐。此外，作者描述了一...
组合代谢工程通过在大肠杆菌等微生物群体中产生遗传多样性，并筛选具有改善表型的菌株，以构建高产量化学品生产菌株。该领域的主要瓶颈是许多目标化学品缺乏易于识别的表型特征，导致高通量筛选昂贵且耗时。为此，已有研究提出利用微生物生物传感器检测并量化目标化学品。本文提出新的计算方法：第一，基于底物营养缺陷型理性设计微生物生物传感器，使工程菌的...
本研究通过基因工程构建可诱导发光的工程大肠杆菌菌株，并对其进行表征与优化，用于重金属在线检测。首先比较丙酮酸、葡萄糖、柠檬酸、稀释Luria–Bertani和乙酸等碳源，发现乙酸培养基可获得最佳诱导比。所构建的三种诱导型菌株E. coli DH1 pBzntlux、pBarslux和pBcoplux在30 °C过夜培养14 h后可用...
本研究面向环境水污染监测，报道了一种用于在线检测重金属和总毒性的多通道生物发光细菌生物传感器Lumisens3的构建与概念验证。该固定相装置可连续分析水污染，并允许将任意诱导型或组成型生物发光菌株固定于可移除多孔卡中。其技术设计包括四个主要部分：（1）专用可移除卡含64个深3 mm的孔，排列于8条流道中，用于固定细菌；（2）该卡置于...
XylR 调控蛋白来自 Pseudomonas putida mt-2 的 TOL 质粒，参与甲苯和苯降解途径。本文描述基于 XylR 及其同源启动子 Pu 构建并实验室表征重组生物传感器（pGLPX 质粒）。在 pGLPX 质粒中，报告基因 luc 受 Pu 启动子控制。我们评估两种不同核苷酸序列作为 SD 元件改善生物报告灵敏度...
河口系统中磷酸盐和氨的积累及其引发的甲藻与藻华，已被认为与鱼类死亡及渔民健康风险有关。分析化学试剂盒常用于测定水样中磷酸盐和氨水平，但其灵敏度受限于仅针对这些物质的无机形式。本研究构建了一种大肠杆菌生物发光报告系统，将大肠杆菌启动子 phoA 或 glnAp2 与费氏弧菌 luxCDABE 操纵子融合，载体位于染色体或多拷贝质粒上，...
树突状细胞（DCs）是一类专职抗原呈递细胞，通过模式识别受体（PPRs），尤其是Toll样受体（TLRs），在感知和处理微生物信息中发挥关键作用。本研究以DC2.4细胞系作为细胞源，证明其可用于微生物的检测与区分，从而发展细胞基生物传感器。作为原理验证，采用革兰氏阴性菌大肠杆菌K12 D21菌株及其脂多糖（LPS）突变体作为模型靶标...
本研究采用细胞表面展示策略，将金结合多肽（GBP）融合蛋白展示于大肠杆菌表面，从而实现细胞在金表面的固定。编码GBP的DNA与截短fadL基因融合，由tac启动子表达；为展示Streptomyces avidinii的核心链霉亲和素（cSA），将cSA基因与截短oprF基因融合。在大肠杆菌表面同时展示FadL–GBP和OprF–cS...
开发了一种用于测定水溶液中芳香醛浓度的全细胞细菌生物传感器。该传感器基于大肠杆菌 BL21DE3(RIL)，在其内表达绿色荧光蛋白（GFP），并受来自古菌 Sulfolobus solfataricus 的醇脱氢酶诱导型启动子 Sso2536adh 控制。由于先前报道 BldR 调节蛋白是 S. solfataricus 中芳香醛响...