Novel sensor-integrated proteome on chip (SPOC) platform with thousands of folded proteins on a 1.5 sq-cm biosensor chip to enable high-throughput real-time label-free screening for kinetic analysis.

bioRxiv : the preprint server for biology 2024 Agu CV, Cook RL, Martelly W, Gushgari LR 等 6 人

本研究开发了一种名为传感器集成蛋白组芯片（SPOC）的自动化蛋白组学平台，用于在生物传感器表面原位产生并筛选功能蛋白阵列，以解决蛋白相互作用动力学高通量检测难题。该平台利用可快速定制的质粒DNA阵列，在纳升体积纳米孔中进行无细胞转录翻译（IVTT），将最多2400种全长折叠蛋白同时表达、捕获并纯化到1.5平方厘米的金生物传感器芯片上...

表面等离子共振(SPR)生物传感器 蛋白微阵列无细胞表达高通量动力学SARS-CoV-2 RBD

Short Activators and Repressors of RNA Toehold Switches.

ACS synthetic biology 2023 McSweeney MA, Zhang Y, Styczynski MP

RNA toehold switch是一类用于识别特定RNA触发序列的分子工具，但现有设计与表征尚不能明确其能否有效响应短于36 nt的触发序列。本文探索标准toehold switch使用23 nt截短触发序列的可行性，并评估具有显著同源性不同触发序列之间的串扰。研究发现，触发序列中存在高度敏感区域，仅一个碱基突变即可使开关激活降...

荧光生物传感器 RNA toehold switch无细胞表达短RNA触发子microRNA传感器

Toward Mail-in-Sensors for SARS-CoV-2 Detection: Interfacing Gel Switch Resonators with Cell-Free Toehold Switches.

ACS sensors 2022 Carr AR, Dopp JL, Wu K, Sadat Mousavi P 等 10 人

新冠疫情凸显了大规模检测对控制传染病传播的重要性。自疫情暴发以来，病毒和抗体检测方法的快速开发、规模化与部署显著提升了检测能力。理想检测方法应具备低成本、可自我操作以及可密封邮寄至中心实验室安全分析并录入公共卫生数据库的特点。本文展示了一种此类平台：以丝网印刷电感-电容（LC）谐振器作为换能器，以无细胞表达偶联的 toehold s...

其他 SARS-CoV-2生物传感器toehold switchLC谐振器

Development of whole-cell and cell-free biosensors for the detection and differentiation of organic and inorganic forms of copper.

Metallomics : integrated biometal science 2020 Costello A, Parker J, Clynes M, Murphy R

细菌群落长期暴露于医疗、水产和农业中的铜等金属，而金属抗性基因常与抗生素抗性基因共选择，因此铜的形态及其细胞摄取可能影响抗性演化。本文基于大肠杆菌cue铜稳态系统开发了全细胞细菌生物传感器：组成型启动子驱动CueR表达，CueR在胞内Cu(I)存在时由pCopA启动子的阻遏因子转为激活因子，驱动sfGFP报告基因转录，从而以荧光强度...

全细胞生物传感器 无细胞表达铜检测CueRsfGFP

Active Analyte Import Improves the Dynamic Range and Sensitivity of a Vitamin B

ACS synthetic biology 2020 McNerney MP, Piorino F, Michel CL, Styczynski MP

无细胞系统为开发低成本、易使用的多分析物传感器提供了灵活平台，但传感器响应灵敏度受结合亲和力限制，而提高亲和力往往困难。本文围绕维生素B12这一关键微量营养素，报道了通过主动分析物导入改善生物传感器动态范围和灵敏度的策略。作者首先利用B12响应转录因子EutR在无细胞反应中实现B12依赖的GFP输出，但该无细胞传感器仅在远高于临床相...

全细胞生物传感器 维生素B12生物传感器无细胞表达B12转运蛋白现场诊断

Point-of-Use Detection of Environmental Fluoride

ACS synthetic biology 2020 Thavarajah W, Silverman AD, Verosloff MS, Kelley-Loughnane N 等 6 人

生物传感器工程的发展使可编程分子系统能够检测多种病原体、核酸和化学物质。本文设计并现场测试了一种用于检测氟化物的生物传感器，氟化物是全球关注的地下水污染物。该传感器由无细胞表达系统组成，其中含有编码氟化物响应核糖开关的DNA模板，该核糖开关可调控产生荧光或比色输出的报告基因。单个反应可冻干用于长期储存，并在实验室和现场条件下检测高于...

比色生物传感器 氟化物核糖开关无细胞表达水质检测

Development of a Cell-Free Optical Biosensor for Detection of a Broad Range of Mercury Contaminants in Water: A Plasmid DNA-Based Approach.

ACS omega 2019 Gupta S, Sarkar S, Katranidis A, Bhattacharya J

汞是全球主要水污染物之一。本研究基于携带 merR 基因的遗传修饰质粒，分别构建了以荧光素酶（LucFF）和翡翠绿色荧光蛋白（EmGFP）为报告基因的全细胞与无细胞生物传感器，用于检测水样中的汞。两种构建体在大肠杆菌和无细胞体系中均达到 1 ppb 汞的检出限。研究发现，高浓度汞对细菌具有细胞毒性，导致全细胞传感器在高汞浓度下出现异...

荧光生物传感器 汞检测无细胞表达MerR荧光蛋白

Optimizing Cell-Free Biosensors to Monitor Enzymatic Production.

ACS synthetic biology 2019 Pandi A, Grigoras I, Borkowski O, Faulon JL

无细胞系统是代谢工程和合成生物学中快速、高通量原型化生物部件的有前景平台。其主要限制之一是转录阻遏蛋白的抑制倍数较低，因此主要依赖阻遏蛋白的原核生物传感器开发受到限制。本研究展示如何在无细胞系统中优化此类生物传感器，包括采用含转录因子（TF）质粒的细胞制备 TF 掺杂裂解液、在加入报告 DNA 前对 TF 质粒进行预孵育，以及通过补...

荧光生物传感器 细胞无生物传感器D-psicose转录因子荧光报告基因

On-chip membrane protein cell-free expression enables development of a direct binding assay: A curious case of potassium channel KcsA-Kv1.3.

Analytical biochemistry 2018 Vaish A, Guo S, Murray RM, Grandsard PJ 等 5 人

整合膜蛋白在药物发现中至关重要，但其表达、纯化和体外稳定仍极具挑战。无细胞转录-翻译系统为复杂蛋白生产提供了替代方案，却因翻译后折叠不当而难以用于整合膜蛋白。本文以嵌合钾通道 KcsA-Kv1.3（K-K）为模型，研究影响无细胞表达膜蛋白体外折叠的关键因素，包括脂质和去垢剂等人工双分子层环境。研究发现，将超折叠绿色荧光蛋白（sfGF...

表面等离子共振(SPR)生物传感器 无细胞表达膜蛋白钾通道直接结合检测

Cell-sized mechanosensitive and biosensing compartment programmed with DNA.

Chemical communications (Cambridge, England) 2017 Majumder S, Garamella J, Wang YL, DeNies M 等 6 人

自下而上构建 DNA 编程的细胞尺寸隔室并赋予其感知化学与物理环境的能力仍具挑战。本文通过无细胞表达（TXTL）在脂质体中表达大肠杆菌机械敏感通道 MscL 和钙荧光生物传感器 G-GECO，构建机械敏感且具有生物传感能力的合成细胞。采用全大肠杆菌无细胞工具箱，基于内源 RNA 聚合酶和 σ70，使用 P70a 单步表达和 σ28 ...

荧光生物传感器 合成细胞无细胞表达机械敏感通道钙离子荧光传感

Conformational antibody binding to a native, cell-free expressed GPCR in block copolymer membranes.

PloS one 2014 de Hoog HP, Lin JieRong EM, Banerjee S, Décaillot FM 等 5 人

G蛋白偶联受体（GPCR）在生理过程中起关键作用，是重要药物靶点。然而，由于其在稳定膜环境外固有不稳定，且难以找到合适表达体系，其生物物理表征极具挑战。本文展示了GPCR CXCR4的无细胞表达及其直接嵌入双嵌段共聚物膜的方法。聚合物稳定化的CXCR4可方便地固定到生物传感器芯片上，用于无标签结合分析。利用构象敏感抗体进行动力学表征...

表面等离子共振(SPR)生物传感器 GPCRCXCR4聚合物囊泡无细胞表达

In situ protein microarrays capable of real-time kinetics analysis based on surface plasmon resonance imaging.

Analytical biochemistry 2014 Nand A, Singh V, Pérez JB, Tyagi D 等 6 人

近年来，原位蛋白合成微阵列技术可在需要前即时制备蛋白微阵列。本文利用TUS-TER固定技术，结合表面等离子共振成像（SPRi），实现蛋白-蛋白相互作用的无标记实时动力学检测。作者构建了带C端TUS融合标签的可表达质粒DNA，将原位合成的重组蛋白定向固定于生物传感器表面。表达质粒固定于聚乙烯亚胺（PEI）修饰的金表面，并在SPRi仪器...

表面等离子共振(SPR)生物传感器 原位蛋白微阵列表面等离子共振成像无细胞表达TUS-TER