基因编码生物传感器可将期望表型与可检测输出相耦合，已广泛用于检测多种天然和非天然产物。与不同高通量筛选（HTS）方法结合后，这些传感器可在不同通量水平下实现以产物为导向的高效筛选，从而加速微生物细胞工厂的工程化与优化，使其生产多种目标化合物。为实现微生物细胞工厂的有效HTS，生物传感器需具备若干关键特性。其性能特征显著影响在HTS中...
尽管理性遗传工程已成为微生物菌种改良的主流策略，但在许多情况下，基于定向进化构建突变库仍是更优选择。因此，对高性能突变体进行精准、高效筛选的需求推动了基于生物传感器的高通量筛选策略发展。遗传编码生物传感器可将期望表型与荧光、生长速率等可检测信号耦联，为高通量筛选提供强大工具。本文综述了多类生物传感器工程化进展及其在定向进化中的应用，...
植物天然产物（PNPs）具有多种药理活性，在全球市场具有巨大潜力。与传统植物提取和化学合成相比，微生物细胞工厂（MCFs）为高价值 PNPs 的合成提供了经济、可持续的替代途径。然而，异源合成通路通常缺乏天然调控系统，会给宿主细胞带来额外代谢负担。为克服这一挑战，生物传感器被开发并工程化，作为构建人工调控网络、根据环境信号控制酶表达...
合成生物学与代谢工程中先进DNA合成、生物传感器组装和基因电路的发展，增强了丝状细菌、酵母和真菌作为化学生产底盘细胞的潜力，但其工业化应用仍面临重大挑战。作为重要底盘菌株，丝状微生物可通过微生物发酵合成重要酶、化学品和特色药物。借助代谢工程与合成生物学，丝状细菌、酵母和真菌可通过基因组工程、通路工程、耐受性工程和微生物工程开发为高效...
本文是一篇关于合成生物学用于工程微生物可持续生产生物化学品的编辑导言。作者指出，化石资源大量使用导致温室气体排放增加，微生物细胞工厂为可再生化学品生产提供了重要途径。与传统随机诱变和筛选相比，合成生物学可通过非天然合成途径设计、模块化途径组装、动态感知与调控、区室化、途径平衡与重连、辅因子工程以及生物分析物高通量筛选等策略，加速菌株...
提高目标产物产量是构建和优化微生物细胞工厂的核心目标。赋予菌株基于生物传感器的智能，是解决代谢流不平衡、毒性中间体积累等工程问题的重要途径。近年来，通过理性设计、定向进化或机器学习，针对代谢物和环境信号的遗传编码生物传感器快速发展。除作为高通量筛选中的快速检测方法外，生物传感器越来越多地应用于菌株定向进化和代谢途径动态调控。本文综述...
酚酸的生物技术生产因其优异抗氧化活性以及抗菌、膳食和健康益处而受到关注。作为植物和真菌中主要存在的次级代谢物，它们因结构中的酚羟基而成为有效自由基清除剂，因此被制药、食品、化妆品和化工行业广泛使用。目前酚酸需求主要依靠化学合成化合物满足，天然来源产量较低。作为化学合成的替代，发展环境友好的生物基技术对大规模生产至关重要。利用微生物细...
天然产物在微生物细胞工厂中的低产率和低滴度是生物合成中的常见瓶颈。设计遗传生物传感器以监测和调控目标天然产物的合成，是解决该问题的重要策略。本综述系统评价了微生物天然产物生物合成中遗传生物传感器设计的最新进展，重点讨论了遗传部件选择策略与构建原则，包括转录因子（TF）和核糖开关作为传感装置、报告基因或通路基因作为转导装置，以及启动子...
监测细胞行为并适时调控细胞过程，是应对当前代谢工程复杂性的关键。转录生物传感器有望增强并加速现有代谢工程策略，推动工业生物技术的重要进展。此类传感器的开发通常始于对自然界丰富调控元件的挖掘。本文首先简要讨论转录生物传感器的基本架构与多种作用机制，并介绍用于搜索天然转录因子及其结合位点的实验方法、计算方法和相关本体资源。随后，本文综述...