本研究对甲基营养酵母毕赤酵母（Pichia pastoris）进行单细胞分析，开发了一种用于检测异源酶产生甲醇的生物传感器。该传感器中，甲醇及其后续代谢产物可诱导位于甲醇诱导型启动子控制下的荧光蛋白基因表达。通过荧光显微图像定量分析，作者筛选了甲醇诱导型启动子与宿主菌株，并优化预培养和检测条件，以提高甲醇检出限。流式细胞分选（FAC...
突变报告系统是量化基因组稳定性的重要工具，但现有方法多依赖细胞存活或死亡来区分突变细胞，通常需要数天至数周，且受细胞类型和细胞毒性试剂限制，难以评估急性或时间依赖的突变变化。作者基于 mCherryFP 荧光依赖 Trp98 残基的发现，将该位点密码子 TGG 替换为终止密码子 TGA，构建突变激活型荧光生物传感器 CherryOF...
布氏锥虫血液型生活阶段完全依赖葡萄糖代谢产生 ATP，该过程发生在类过氧化物酶体细胞器糖体中。许多研究关注葡萄糖摄取与代谢，但此前无法监测活寄生虫细胞和细胞器葡萄糖浓度变化。作者开发了一种非破坏性技术，利用荧光蛋白生物传感器 FLII12Pglu-700μδ6 结合流式细胞术，监测布氏锥虫细胞质和糖体葡萄糖水平。携带该传感器的寄生虫...
布氏锥虫引起人类非洲锥虫病，在哺乳动物宿主体内依赖葡萄糖代谢产生ATP。靶向葡萄糖摄取或调控是潜在治疗策略，但现有方法难以鉴定葡萄糖摄取与调控抑制剂。本文建立了一种基于FRET流式细胞术的高通量筛选方法，用于鉴定降低锥虫细胞质和糖体葡萄糖水平的小分子干扰物。作者将基因编码的荧光蛋白葡萄糖传感器FlII12PGlu-600µ分别表达于...
维持蛋白质折叠稳态（proteostasis）的质量控制（QC）蛋白池具有动态性，但在人类疾病中可能耗竭。定量界定该 QC 池的深度是一个挑战。作者开发了一种新的生物传感器，并结合流式细胞术方法和数学建模，测量 QC 系统作为 holdase 结合未折叠底物以及抑制生物传感器聚集的能力。该生物传感器由一系列具有不同折叠稳定性的 ba...
建立工业上具有竞争力的木质纤维素发酵过程的关键挑战之一，是利用酿酒酵母 Saccharomyces cerevisiae 实现高效混合糖发酵。尽管代谢工程策略已成功，重组酵母对木糖的同化速率仍显著低于首选碳源葡萄糖。此前我们建立了体内生物传感器菌株 TMB371X，将主要糖信号通路中的不同启动子（HXT1/2/4p、SUC2p、CA...
在细胞工厂开发中，筛选步骤常依赖低通量分析方法，落后于多样性构建方法，使最优细胞工厂设计的鉴定与选择耗时且昂贵，制约制造过程。在酿酒酵母中，将原核生物别构调控转录因子作为代谢物生物传感器，是缓解该筛选瓶颈的有效策略。本文提供在酿酒酵母中筛选并整合原核转录激活因子作为代谢物生物传感器的方案。以 LysR 型转录调控因子（LTTR）家族...
组合合成代谢通路的设计能力已远超对所得微生物菌株进行高效筛选与选择的能力，因此高通量快速筛选技术对合成生物学和代谢工程至关重要。本文报道了一种基于 RNA 核糖开关、带有双荧光报告模块的生物传感器，并建立了基于流式细胞术的高通量筛选方法，用于在共培养体系中鉴定柚皮素（naringenin）高产大肠杆菌菌株。研究确定了影响传感器性能的...
关于突变亨廷顿蛋白外显子1（Httex1）包涵体形成与毒性关系存在两种竞争模型：包涵体通过隔离可溶性蛋白毒性而具有适应性，或包涵体通过共聚集蛋白组损害细胞功能。作者利用哺乳动物细胞模型中的Httex1构象生物传感器，发现一种可调和上述模型的机制。新形成的包涵体主要由无序Httex1和核糖核蛋白组成；随着包涵体成熟，Httex1重排为...
溶酶体pH稳态对细胞生理功能至关重要，开发用于溶酶体成像和比率pH测量的小型荧光纳米传感器具有重要需求但颇具挑战。本文利用pH敏感荧光素（FAM）标记的AS1411适配体，通过交联剂Sulfo-SMCC共价修饰无标记荧光硅纳米点（SiNDs），构建了一种比率型pH生物传感器。该适配体传感器具有超小尺寸、低毒性、良好的pH可逆性和光稳...
条带模式成像流式细胞术用于稀有细胞检测时，需用 CCD 相机以视频方式采集运动荧光标记细胞，细胞运动轨迹形成条带，其长度与曝光时间成正比。动态成像条件带来高背景噪声等检测难题，尤其在使用低分辨率网络摄像头或智能手机相机进行床旁检测（POCT）时难以准确计数。为此，作者提出一种“计算生物传感器”，将生物传感硬件与计算算法结合，对硬件捕...
A组链球菌（GAS）是重要革兰阳性病原菌，可引起从浅表病变到侵袭性感染等多种人类疾病。M蛋白是位于细胞表面的主要毒力因子之一，与侵袭性GAS感染相关。与其他M型相比，M3型在致死性感染中占主导地位，并表现出流行特征，包括链球菌中毒性休克综合征、菌血症和坏死性筋膜炎。传统M分型方法耗时长、繁琐、结果矛盾，且通常限于参考实验室。因此开发...
随着工程化纳米颗粒（NPs）应用扩大，亟需高通量、灵敏的纳米安全性评价方法。本研究构建了双荧光全细胞生物传感器，用于快速监测纳米颗粒毒性。将含 mCherry 报告基因的生物传感器质粒瞬时转染人细胞，mCherry 分别由激活蛋白 1（AP-1）、白细胞介素 8（IL8）或 B 细胞易位基因 2（BTG2）诱导启动子调控；同一质粒中...
寄生虫病在全球造成重大健康负担，尤其在资源有限地区需要快速、低成本的检测方法。寄生虫在生命周期中常释放特异性蛋白酶，可作为检测标志物。本研究利用合成生物学策略，构建了模块化大肠杆菌和枯草芽孢杆菌全细胞生物传感器平台，将可互换的蛋白酶识别基序整合到细胞表面展示系统中。当靶标蛋白酶切割识别基序时，表位标签被移除，荧光探针无法结合，细胞出...
钙离子（Ca2+）介导的信号转导是真核生物中保守的调控机制，也存在于人类疟疾病原体恶性疟原虫（Plasmodium falciparum）中。由于疟原虫体积小于10 μm，其胞内Ca2+测量在技术上具有挑战性，因此该病原体中Ca2+调控机制尚不清楚。本研究采用表达黄色变色龙（yellow cameleon, YC）-Nano Ca2...
30多年前，含GGDEF结构域的酶被证明是二鸟苷酸环化酶，可产生环二鸟苷酸（cdiG），后者作为第二信使调控细菌从运动状态向定殖生物膜状态的转变。此后，GGDEF蛋白基因在细菌基因组中广泛存在，确立了cdiG信号在细菌中的主导地位。然而，变形菌编码大量GGDEF蛋白，某些情况下接近编码序列的1%，这引发细菌为何需要如此多GGDEF酶...
本文报道了一种基于450 nm激光二极管和准共焦光学结构的紧凑型手持激光诱导荧光（LIF）检测器，总体尺寸为9.1×6.2×4.1 cm。由于450 nm激光二极管在LIF检测尤其是微型化LIF检测器中报道较少，作者系统研究了满足450 nm激光二极管和系统小型化要求的光学布置，包括聚焦透镜、滤光片组合、针孔以及450 nm激发下水...
本文报道一种基于荧光共振能量转移（FRET）的信号开启型分裂适配体生物传感器，用于高灵敏、高特异检测肿瘤细胞。早期肿瘤患者血液中肿瘤细胞数量少，且复杂基质和细胞内吞易造成高背景，限制现有方法灵敏度与特异性。作者利用 cell-SELEX 筛选的适配体 ZY11，将其茎区切割为 Split A 和 Split B，并分别在 3' 端标...
荧光激活蛋白（FAP）是一类新型生物传感器，可特异性结合小分子荧光原，并在结合后使其量子产率从接近0升至约0.5，从而实现高灵敏度荧光检测。与绿色荧光蛋白不同，FAP在未结合荧光原时不发光，因此适合活细胞中受体转运的实时监测。作者将FAP检测平台与高通量流式细胞术结合，对约34万种化合物进行筛选，发现一类能干扰荧光原与FAP结合、从...
线粒体功能障碍与多种人类疾病及正常衰老相关，其稳态依赖线粒体自噬（mitophagy）介导的受损线粒体向溶酶体转运与降解。线粒体自噬依赖巨自噬（macroautophagy），但本身是选择性过程，可在特定条件下与巨自噬解耦，因此需同时并分别评估两者。作者开发了一种基于流式细胞术（FCM）的高通量定量方法，利用单一荧光蛋白生物传感器 ...