Development of an MFC-biosensor for determination of Pb
基于微生物燃料电池（MFC）的生物传感器为原位、即时监测底物浓度提供了创新方法，其以生物阳极为传感元件。本研究考察了含 Pb2+ 条件下 MFC 生物传感器在不同水力停留时间（HRT，0.5、1 和 2 d）下的性能。结果表明，功率密度随 HRT 降低而增加，在 HRT 为 1 d 时获得最高功率密度 597 mW/m2。MFC 系...
Conversion of the OmpF Porin into a Device to Gather Amyloids on the
蛋白质淀粉样聚集体在自然环境中普遍存在，通常来源于微生物分泌物或感染朊病毒哺乳动物的泄漏物，目前在肠道微生物群或土壤等背景下引发对其感染性和毒性的担忧。利用淀粉样蛋白的自组装潜力进行清除，本文报道将细菌类朊病毒蛋白 RepA-WH1 中的一段淀粉样原性序列插入大肠杆菌外膜孔蛋白 OmpF 的一个胞外环（L5）。该嫁接孔蛋白的表达使细...
Quorum Sensing Bacteria in the Phycosphere of HAB Microalgae and Their Ecological Functions Related to Cross-Kingdom Interactions.
已有研究证明，微藻与细菌关系影响有害藻华（HABs）动态过程。微藻相关微生物广泛存在于藻球中，在藻-菌跨界互作中发挥重要作用。群体感应（QS）作为细菌通讯系统，被认为参与藻-菌互作，但藻球中 QS 细菌种类及其生态功能仍不清楚。本研究采用生物传感器方法筛选具有 QS 系统的微藻相关微生物，并基于 16S rRNA 基因分析进行鉴定；...
Highly Sensitive Luminescent Bioassay Using Recombinant
本研究构建携带不同启动子插入在铬酸盐感应调控基因 chrB 与报告基因 luxAB 之间的重组大肠杆菌菌株，用于感知低浓度六价铬 Cr(VI)（<0.05 mg/L），并评价其在水体中测定 Cr(VI) 的灵敏度、选择性和特异性。发光强度受 pH、温度、检测时间、共存碳源、共存离子、Cr(VI) 氧阴离子形态、浓度、菌种和培养基影响...
Evolving Small-Molecule Biosensors with Improved Performance and Reprogrammed Ligand Preference Using OrthoRep.
遗传编码生物传感器可将小分子配体的产生转化为适合高通量筛选或体内选择的读出信号，对优化小分子生物合成途径具有重要意义，但获得具有合适响应函数和配体偏好的传感器仍具挑战。本研究证明，连续高突变系统 OrthoRep 可有效用于进化高性能生物传感器。作者将别构转录因子 BenM 编码于 OrthoRep 上，使宿主酿酒酵母在传代过程中快...
Inducible Population Quality Control of Engineered
微生物利用可再生原料进行生物合成是实现可持续化学制造的重要途径，但发酵过程中细胞间生物合成能力差异会限制生产稳健性和效率。本文针对工程枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）中产细胞与非产细胞亚群动态失衡问题，开发了一种可诱导群体质量控制系统（iPopQC）。该系统基于可诱导启动子和代谢物响应生物传感器构建的遗传回路，通过...
Development of a Biosensor Platform for Phenolic Compounds Using a Transition Ligand Strategy.
蛋白或微生物菌株设计的高通量表征耗时费力，限制了高性能生物催化剂的开发。转录生物传感器可将难以观察的生产表型转化为可检测信号，从而在短时间内快速表征数千个变体；但许多目标分子缺乏决定传感器特异性的特异性转录调控因子。本文提出一种结合半理性过渡配体策略与流式细胞分选（FACS）的方法，用于快速工程化生物传感器特异性。该两步策略首先将生...
Isolation and characterization of marine bioluminescent bacteria for toxicity bioassays and biotechnological applications.
重金属污染对环境和生物多样性构成严重威胁，因此需要快速、无创的生物测定方法监测有毒化学物质。本研究从海洋环境中分离并表征了一株产生强蓝色生物发光的海洋细菌Vibrio campbellii STF1，用于生物传感应用。通过表型试验及基于16S rRNA、toxR和luxA基因的多基因序列分析，确认该菌株的种级鉴定。脂肪酸甲酯分析显示...
Biosensor-Assisted Adaptive Laboratory Evolution for Violacein Production.
紫罗兰素（violacein）是一种天然紫色色素，广泛用于化妆品，并具有强效抗菌和抗病毒活性。它可由色氨酸（tryptophan）合成，因此充足的色氨酸生物合成是紫罗兰素高产的关键。然而，在大肠杆菌（Escherichia coli）中，色氨酸合成与降解途径相互交织并受复杂调控，使色氨酸过量生产具有挑战性。本研究采用适应性实验室进化...
Creation of a low cost, low light bioluminescence sensor for real time biological nitrate sensing in marine environments.
Narragansett Bay 中硝酸盐（NO3−）浓度存在显著时空变化，但其通量动态从未在细尺度（<100 m、<1 d）或实时条件下被监测。全细胞生物报告器是低成本环境营养盐传感的有前景候选，但用于海洋环境长期部署仍面临困难。本文报道了一种低成本传感器的创建与验证，该传感器利用自发光蓝藻 Synechococcus elong...
FeS
本研究通过合理设计生物膜基底制备了一种高性能微生物生物传感器。以碳化丝瓜（Luffa cylindrica, LC）气凝胶作为负载生物膜的支架，并用二硫化铁纳米粒子（FeS2NPs）修饰该气凝胶，得到 FeS2NPs/GelLC。所制备的 FeS2NPs/GelLC 保留了类似原始 LC 的弹簧状结构，有利于支架连接并提高机械强度，...
Ultrasensitive tau biosensor cells detect no seeding in Alzheimer's disease CSF.
Tau蛋白可形成自复制聚集体（种子），可能驱动阿尔茨海默病（AD）及相关tau病病理进展。利用表达携带疾病相关突变P301S的tau重复域并融合互补荧光蛋白的“生物传感器”细胞，可通过荧光共振能量转移（FRET）阳性细胞比例，以细胞成像或流式细胞术量化重组蛋白及脑匀浆中的种子活性。此前多项研究报道生前脑脊液（CSF）中存在tau种子...
C. elegans detects toxicity of traumatic brain injury generated tau.
创伤性脑损伤（TBI）后约30%长期存活患者出现广泛tau病理。此前发现小鼠TBI可诱导异常tau（tauTBI），并从损伤部位向远端脑区扩散；将TBI脑匀浆接种至正常小鼠可诱导进行性tau病理、突触丢失和认知下降，提示tauTBI在TBI后神经退变中起关键作用，但尚不能排除其仅为标志物。本研究将秀丽隐杆线虫（C. elegans）...
Engineering the Reductive TCA Pathway to Dynamically Regulate the Biosynthesis of Adipic Acid in
己二酸是重要的脂肪族二元羧酸，主要用于尼龙-6,6聚合，约占全球己二酸消费市场的50.8%。微生物发酵生产己二酸可避免石油资源消耗和传统化学合成中氮氧化物排放，但低理论产率与昂贵诱导剂限制了其工业化。为此，作者构建了氧依赖动态调控（ODDR）系统，利用FNR转录激活因子依赖的厌氧诱导生物传感器，在厌氧条件下动态调控sucD、pyc、...
Adenine deficient yeast: A fluorescent biosensor for the detection of Labile Zn(II) in aqueous solution.
活性Zn(II)在诱导生物响应中起关键作用，因此开发用于活性Zn(II)定量的生物传感器具有重要意义。本研究证明，腺嘌呤缺陷酵母（Ade(−) yeast）在Zn2+存在下自荧光强度（FITC通道）增强。先将酵母培养24 h获得Ade(−)酵母，并将生物量（OD值）优化为0.03。随后在2.5 g/L D-葡萄糖中预培养1 h，再转...
A Reporter System for Cytosolic Protein Aggregates in Yeast.
蛋白质错误折叠与聚集与哺乳动物神经退行性疾病及生物技术中异源蛋白表达不佳相关，因此监测蛋白聚集的工具对疾病研究和提高异源宿主可溶蛋白表达均有用。本研究基于酵母对错误折叠蛋白的内源响应，开发了一种用于细胞质聚集蛋白的启动子-报告系统。作者首先通过蛋白质组学比较酵母表达可溶折叠蛋白与聚集倾向蛋白诱饵的响应，鉴定到蛋白折叠、热应激响应及泛...
Biosensor-Based Directed Evolution of Methanol Dehydrogenase from
甲醇脱氢酶（Mdh）是利用甲烷和甲醇作为碳源与能源的关键酶，在甲基营养和合成甲基营养中具有重要作用。NAD 依赖型 Mdh 因单亚基、可在有氧和厌氧条件下产生 NADH 而成为合成甲基营养工程的重要候选，但其催化活性低、对甲醇亲和力不足限制了应用。本研究采用基于转录因子的生物传感器，对来自 Lysinibacillus xylani...
Analysis of bioavailable toluene by using recombinant luminescent bacterial biosensors with different promoters.
本研究构建了携带 T7、T3 和 SP6 启动子的重组发光大肠杆菌，将启动子插入 tol 与 lux 基因之间，作为甲苯生物传感器，并评价其对地下水和河水中生物可利用甲苯的灵敏度、选择性和特异性。三种传感器的发光强度受温度、孵育时间、离子强度、甲苯浓度及共存有机物影响。T7-lux-E. coli 的发光强度最高，检出限为 0.05...
Influence of ultraviolet and gamma ray irradiation on luminescent bacteria and exploring their efficacy as biosensors.
有害辐射的毒性监测是现代辐射生态学中不可或缺的问题。发光细菌具有简单的生物结构，能够代表生物圈的基本响应，其生物发光可作为生理状态的指示信号，因此基于发光细菌的测定系统可用作监测环境放射性毒性的生物传感器。本研究探索了细菌发光强度的简便测量方法，并利用发光细菌菌株评估紫外（UV）和γ射线辐照的影响。通过随机扩增多态性DNA（RAPD...
Mutation-oriented profiling of autoinhibitory kinase conformations predicts RAF inhibitor efficacies.
靶向激酶疗法有望改善癌症患者生存，但不同癌症中激酶突变谱具有不同功能特性，需要突变导向治疗。除翻译后修饰和分子间相互作用外，疾病突变会重塑全长激酶构象并影响其活性。BRAF 在黑色素瘤与非小细胞肺癌中的突变谱明显不同。本文提出将激酶构象（KinCon）报告平台用于活细胞中自抑制激酶活性状态的靶向测量。基于生物发光的 KinCon 生...