遗传电路由输入、逻辑和输出部件组成，复杂电路的构建需要大量可调遗传部件。然而，输入部件多样性有限且调谐复杂，限制了遗传电路的可扩展性。本文开发了一种RNA-蛋白质杂合输入部件，将核糖开关与正交转录抑制子组合。该杂合输入能够响应核糖开关识别的输入信号并调控输出转录，同时由于转录抑制子的表达实现信号反转。通过改变启动子强度，可方便地调节...
生物传感器正在推动分析检测领域的重要进展，并与合成生物学的发展相互促进。生物传感器能够快速、特异性地检测多种分子，在工业、医学、生态和科学研究中具有广泛应用。生物传感器设计方法与其应用一样多样，主要类别包括核酸、蛋白质和转录因子。每一类传感器都依据目标应用和最佳性能参数具有不同优势与局限。具体而言，传感器设计必须考虑配体特异性、灵敏...
本文报道了一个用于识别和收集可被活细胞检测的小分子化合物的数据集，重点围绕细菌转录因子介导的遗传编码生物传感器。该数据集旨在为合成生物学中的多种应用提供基础，包括全细胞生物传感器设计、高通量筛选、代谢通路动态调控、转录因子工程以及正交传感回路构建。数据条目包含化合物名称、InChI分子结构、检测报道文献、检测或工程化宿主、检测与实验...
核糖开关是位于信使RNA非编码区的RNA调控元件，可通过配体诱导的构象变化调控基因表达。由于它们通常能高亲和、高特异结合小分子配体，因此具有作为体外传感器的潜力。在枯草芽孢杆菌等革兰阳性菌中，嘌呤核苷酸合成受结合鸟嘌呤的核糖开关调控。本研究改造枯草芽孢杆菌xpt-pbuX鸟嘌呤核糖开关，将其用于荧光淬灭检测体系，从而在体外特异性检测...
膜转运体的功能与底物特异性研究受限于实验数据不足，且序列-功能关系难以预测。本文利用配体响应型生物传感器系统，将底物摄取与大肠杆菌生长偶联：只有当细胞表达能转运特定配体的转运体时，配体进入细胞并磷酸化为硫胺素焦磷酸（TPP），TPP 结合核糖开关，启动抗生素抗性基因表达，使细胞在抗生素选择培养基中存活。作者将该合成选择系统用于定向进...
基于RNA的荧光生物传感器（RBF）通过将天然核糖开关的配体识别域与体外筛选的荧光适配体融合，用于在体外和活细胞中检测多种代谢物。已有设计采用不同拓扑结构以适应核糖开关结构多样性。本文以SAM-I核糖开关为模型，证明对核糖开关配体识别域进行环状置换（circular permutation）后，仍可构建具有功能的RNA荧光生物传感器...
体内生物传感器能够识别并响应特定细胞刺激。近年来，生物传感器越来越多地用于代谢工程和合成生物学，因为它们可被整合到合成回路中，根据特定细胞刺激（如某种代谢物或pH变化）调控报告基因表达。天然传感装置种类繁多，通常可分为蛋白质型和核酸型两大类。二者既可直接从天然遗传元件中挖掘获得，也可通过工程化改造现有遗传元件以获得新的特异性或更优性...
核糖开关是一类仅由 RNA 组成、可遗传编码的传感-调节元件，能够响应代谢物并调控基因表达，因而在代谢物监测中具有应用潜力。然而，核糖开关的动态范围、基础表达和操作范围等功能参数需针对具体应用进行优化，而其序列-功能关系复杂，优化并不直接。本文以人工 L-色氨酸核糖开关为例，提出三种系统调优策略。首先，通过改变组成型启动子强度或质粒...