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到2050年，全球人口增长将显著增加粮食需求，给农业带来压力。传统化肥和农药虽提高产量，但可持续性差。工程化土壤微生物是替代方案，但根际存活率低且异源基因表达代谢负担高。为此，作者在荧光假单胞菌SBW25中构建了一种微生物全细胞生物传感器，仅在接近植物根且细菌密度较高时激活基因表达。该传感器改造pSal/nahR系统以响应根分泌物水...
Development of an
多重抗生素抗性调控蛋白（MarR）在大肠杆菌中受水杨酸（SA）调控 mar 操纵子转录。SA 与 MarR 结合后诱导其构象变化，使其从 mar 操纵子启动子解离并开启转录。本研究将 mar 操纵子启动子（PmarO）与增强型绿色荧光蛋白基因（egfp）融合，构建了 SA 特异性大肠杆菌全细胞生物传感器。由于 SA 与阿司匹林（AS...
Laccase is a multitasking protein for synthetic gene circuits in the yeast
漆酶是一类多铜氧化酶，可氧化多酚和多环芳烃（PAHs），并催化分子氧四电子还原生成水，在环境治理中具有重要作用。此前作者已在酿酒酵母中表达 Trametes trogii 漆酶 TtLcc1。本研究进一步在酿酒酵母中表达 Trametes sp. AH28-2 漆酶 LacA，并测试其对 PAHs 的功能。工程化酵母细胞可高效降解 ...
A novel Escherichia coli cell-based bioreporter for quantification of salicylic acid in cosmetics.
基于转录因子的生物报告菌已被广泛用于环境毒物监测。在大肠杆菌中，多重抗生素抗性调节蛋白（MarR）结合水杨酸（SA）后可诱导转录。本研究利用 mar 操纵子操纵区（PmarO）和 MarR 分别作为报告域与传感域，构建了 SA 特异性大肠杆菌全细胞生物传感器。基于内源 MarR 和野生型大肠杆菌的生物报告菌虽能响应 SA，但灵敏度和...
Capture-SELEX for a short aptamer for label-free detection of salicylic acid.
水杨酸（SA）是阿司匹林的水解产物和活性形式，广泛存在于多种水果及其他食品中，食品与药物分析领域对其检测需求强烈。由于 SA 是小分子，适配体相比抗体更具优势。本研究采用文库固定化捕获-SELEX 方法筛选 SA 适配体。经 17 轮筛选，获得两个主要适配体家族。其中家族 1 的 SA1 适配体在硫黄素 T（ThT）荧光法中 Kd ...
Exploring the Tunability and Dynamic Properties of MarR-PmarO Sensor System in
转录因子生物传感器（TFBs）已广泛用于动态代谢通路控制和高通量筛选。本文系统研究了大肠杆菌水杨酸响应调节因子 MarR 的可调性，以挖掘其工程应用潜力。首先考察了内源 MarR 对 MarR-PmarO 生物传感器系统动态性能的影响。为阐明 PmarO 启动子中 marO 结合盒的功能，作者将 marO 结合盒插入强组成型 pL ...
Biosensor-guided improvements in salicylate production by recombinant Escherichia coli.
水杨酸可由常见代谢中间体莽草酸生物合成，并应用于制药和生物塑料工业。虽然针对莽草酸通路的代谢工程已实现多种芳香化合物合成，但通路组分相对表达水平如何影响水杨酸产量仍不清楚，且某些可提高产量的宿主基因缺失难以预测。本研究利用水杨酸响应型转录因子优化重组大肠杆菌中莽草酸/水杨酸通路基因的表达水平，并筛选染色体转座子插入库以提高水杨酸产量...
An E. coli biosensor for screening of cDNA libraries for isochorismate pyruvate lyase-encoding cDNAs.
水杨酸（SA）是植物发育和诱导防御中重要的激素。在拟南芥中，SA 主要经 chorismate 由异 chorismate 合酶（ICS）和推测的异 chorismate 丙酮酸裂解酶（IPL）介导生成，但迄今尚未鉴定出具有 IPL 活性的植物酶。本研究构建了一种基于大肠杆菌的 SA 全细胞生物传感器 XL1-LUX，将来自 Aci...
Detection of Alkaline Phosphatase Enzyme Activity with a CatalyCEST MRI Biosensor.
响应式CEST MRI生物传感器具有良好敏感性和优异特异性，在生物标志物检测与临床转化方面潜力显著。本文报道将磷酸化水杨酸fosfosal作为碱性磷酸酶（AP）的CatalyCEST MRI探针。fosfosal本身缺乏可产生强CEST信号的可交换质子，但在AP催化下水解其磷酸酯键，生成水杨酸（SA）；SA的羟基质子因六元环氢键和环...
A large-scale genetic screen for mutants with altered salicylic acid accumulation in Arabidopsis.
水杨酸（SA）是植物抵御生物营养型和半生物营养型病原菌的关键防御信号分子，但植物细胞中 SA 如何合成仍不清楚。为鉴定参与病原诱导 SA 积累的新组分，作者利用基于细菌生物传感器 Acinetobacter sp. ADPWH_lux 的 SA 定量方法，在拟南芥中开展大规模遗传筛选，检测病原菌 Pseudomonas syring...
A culture-independent approach to unravel uncultured bacteria and functional genes in a complex microbial community.
自然界中绝大多数微生物尚未培养，功能未知。序列宏基因组只能回答“谁在那里”，不能回答“它们在做什么、谁在做以及如何做”。功能宏基因组可揭示基因功能，但受筛选特异性和灵敏度限制，尤其难以鉴定表达无可区分活性或表型的基因。本文报道基于生物传感器的基因转导器（BGT）技术，利用全细胞生物传感器定量检测插入基因编码的指定功能表达，以筛选未培...
Engineering a novel self-powering electrochemical biosensor.
本文报道格拉斯哥大学本科生在iGEM合成生物学竞赛中设计并构建一种名为ElectrEcoBlu的自供电电化学生物传感器。该装置将生物传感器与微生物燃料电池（MFC）耦合，把环境污染输入转换为易于测量的电信号。系统由模块化传感元件和通用报告元件组成：传感元件采用可替换的污染物响应转录激活因子，报告元件通过诱导表达吡咯青素（pyocya...
A high-throughput method for isolation of salicylic acid metabolic mutants.
水杨酸（SA）是植物抵御生物营养型病原菌的关键防御信号分子，准确测定植物体内 SA 水平对解析 SA 介导的免疫反应至关重要。虽然 HPLC 和 GC/MS 常用于 SA 定量，但成本高且耗时。作者此前报道了基于 Acinetobacter sp. ADPWH_lux 细菌生物传感器的快速 SA 定量方法，可实现高通量分析。本研究进...
Development of highly-sensitive microbial biosensors by mutation of the nahR regulatory gene.
NahR 是萘降解途径中响应水杨酸的转录调控因子，是检测萘和水杨酸的微生物生物传感器核心元件。为最大化传感器灵敏度，作者通过定点突变 nahR 基因进行理性设计，在已知参与中心诱导剂识别和 C 端多聚化的第 169 位和第 248 位构建 8 个单突变体（N169A、N169C、N169K、N169S、R248H、R248M、R24...
Quantitative measurement of pH influence on SalR regulated gene expression in Acinetobacter baylyi ADP1.
本研究利用遗传工程 Acinetobacter baylyi ADP1 菌株 ADPWH_lux，定量测定培养基 pH 对 sal 操纵子调控的影响。该菌株在染色体 sal 操纵子中携带 salA 基因与无启动子 luxCDABE 生物发光基因盒的融合，受 LysR 型转录调控因子 SalR 调控，可在水杨酸诱导下产生生物发光。活细...
A rapid biosensor-based method for quantification of free and glucose-conjugated salicylic acid.
水杨酸（SA）是植物抵御生物营养型病原菌的重要信号分子，也参与产热、开花和萌发等过程。植物体内 SA 以游离态和生物惰性的葡萄糖结合态（水杨酸 2-O-β-D-葡萄糖苷，SAG）存在。Huang 等开发了仅响应游离 SA 而不响应 SAG 的细菌生物传感器 Acinetobacter sp. ADPWH_lux。本文基于该传感器建立...