转录因子（TFs）通过结合特定信号分子（SMs）启动转录，但设计能精确识别非天然信号分子的 TFs 仍具挑战。本研究以转录激活因子 BmoR 为例，建立基于随机森林的机器学习模型 BT，用于预测决定信号分子正交性的三个关键残基区（CRRs）。作者利用 Discovery Studio 对 5700 个 BmoR 突变体与四种醇类信号...
微电极阵列等生物传感器可记录体外神经元活动，为研究神经活性物质提供强大平台。本研究提出一种机器学习工作流，利用图论复杂网络指标分析药物诱导的神经元生物传感器数据变化。以暴露于GABAA受体拮抗剂别库铵（bicuculline, BIC）的皮层神经元微电极阵列记录为对象，BIC已知可诱导过度同步。该工作流将网络特征与同步性结合，并优化...
实现治疗性生物碱的工业规模生物制造面临生物催化剂工程缓慢的挑战。石蒜科生物碱（如治疗阿尔茨海默病的加兰他敏）是结构复杂的植物次级代谢物，通常需从低产水仙中萃取纯化。本文提出一种生物传感器—机器学习技术栈，用于在大肠杆菌中工程化石蒜科生物碱关键分支中间体 4′-O-甲基去贝拉定（4NB）相关酶。通过定向进化，作者基于 RamR 转录因...
人类持续暴露于多种毒物和化学物，洪水、地震、飓风等环境灾难会进一步加剧危险化学混合物对人和生物健康的威胁。为此需要快速决策工具，以减轻暴露对内分泌系统关键调节因子（如雌激素受体α，ERα）的不利影响。雌激素转录活性的机制阶段可在单细胞水平通过高内涵/高通量显微镜生物传感器检测，产生数百万个可挖掘的对象数据点。本研究结合计算建模与实验...
基因编码生物传感器是代谢工程中的有价值工具，但其剂量响应曲线的精细调节仍具挑战。为此，作者利用 DNA 可追踪组装方法与 FACS-seq 技术，建立了一种大规模并行构建和全面表征数千个生物传感器的新流程。以基于 FapR-fapO 的丙二酰辅酶A生物传感器为概念验证，构建了可追踪组合文库，包含 5184 种组合：6 个转录因子剂量...
细菌通过数百种转录因子（TF）感知胞内代谢物或外源物质并启动复杂信号级联，这些 TF 已被广泛用作遗传编码生物传感器。然而，可用 TF 数量有限且底物特异性较宽，导致小分子识别存在歧义。本研究提出一种结合机器学习的进化生物传感器阵列小分子指纹技术，以捕获高特异性底物信号。作者以单一转录因子 DmpR 为模板，通过高通量遗传筛选和蛋白...