基于变构转录因子（aTF）的即用型诊断在环境监测和人类健康中前景广阔，但天然 aTF 生物传感器通常缺乏真实应用所需的灵敏度与选择性，传统定向进化难以同时优化多个性能。为此，作者开发了一种多目标、机器学习（ML）指导的无细胞基因表达工作流，用于工程化 aTF 生物传感器。该方法快速生成高质量序列-功能数据，并转化为带方向标签的成对增...
无细胞系统（CFS）在生物传感器应用中具有潜在优势，但其有限的蛋白合成时间使得在反应初期建立稳健传感模块并产生足够荧光信号以检测低浓度分析物面临挑战。本研究利用分裂荧光蛋白，特别是分裂超级折叠绿色荧光蛋白（sfGFP）和 mNeonGreen（mNG），在反应停止前合成更多报告单元，从而提高无细胞系统的检测限。对 β 链 1–10 ...
随着合成生物学快速发展，培养具备实践能力的STEM人才至关重要，但缺乏低成本、可及的动手实验导致机会不平等。为弥补学生自主设计和构建生物工程系统的教学缺口，作者开发了四种货架稳定的无细胞生物传感教育模块。这些模块基于非致病大肠杆菌的冻干粗提物，只需加入水和DNA即可启动转录与翻译，无需专业实验室设备或研究人员监督。模块分别用于讲解l...
随着合成生物学快速发展，培养具备动手能力的STEM人才至关重要，但缺乏可及的实验演示造成机会不平等，且现有课程较少支持学生自主构建生物工程系统。为此，作者开发了四种货架稳定的无细胞生物传感教育模块，只需向冻干的大肠杆菌粗提物中加入水和DNA即可启动反应。模块围绕lac操纵子，引导学生理解转录调控机制、LacI阻遏蛋白对IPTG的剂量...
无细胞系统可用于构建遗传编码生物传感器，但缺乏细胞膜屏障会限制其在复杂样品中的稳健性。本研究将转录调控型氟化物响应核糖开关封装于脂质体人工细胞中，实现对环境重要分子氟化物的稳健且可调检测。作者采用水包油双乳液法制备单层脂质体，将大肠杆菌 S30 无细胞反应体系、核糖开关 DNA 模板及报告基因包埋其中。外部氟化物可经膜进入囊泡，结合...
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...