工程化RNA在生物医学与环境领域具有广泛应用，其功能高度依赖正确折叠。本文报道了一种用于提升核糖开关型荧光生物传感器响应时间的策略。作者以检测代谢物及环境污染物胍（guanidine）的Dru J–Spinach2 RNA荧光生物传感器为对象，发现其荧光开启的限速步骤是配体结合后核糖开关的构象折叠。通过系统突变，作者分别构建转换型与...
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，...
遗传编码生物传感器系统可在活细胞中运行，是检测与定量多种小分子的通用、廉价且可转移工具。本综述介绍了当前最先进的生物传感器设计与组装，包括转录因子、核糖开关和酶偶联装置、高度工程化荧光探针以及新兴双组分系统。文章重点强调通过生物信息学辅助策略解决导致生物传感器在体内无法达到性能标准的情境问题。优化后的生物传感回路可用于高灵敏度监测分...
特定细胞代谢物浓度的定量可反映生理与病理状态下代谢通路的实际利用情况，也是代谢工程中筛选细胞工厂的重要读出指标。然而，目前尚缺乏可直接在单细胞水平实时评估胞内代谢物水平的方法。近年来，天然细菌 RNA 核糖开关的模块化结构启发了遗传编码合成 RNA 器件的设计，这类 RNA 生物传感器可将胞内代谢物浓度转化为定量荧光信号。其通常由代...
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...
过去数十年，基于细胞内生物传感器的动态调控策略在提高有用化合物产量方面取得显著进展。该方法可在维持最佳生长状态的同时实现高生产率。然而，工业发酵体系中同时存在高/低性能非遗传变异体以及不同生长阶段的年轻和衰老细胞，这种显著个体差异会阻碍在单细胞水平精确控制代谢通量，从而难以在宏观群体水平获得高生产率。细胞内生物传感器作为代谢网络的调...