Yeast-Based Biotechnology for Civilian Security.
酵母是一类应用广泛的真核微生物，除传统发酵用途外，近年来在生物安全与民用防护领域也展现出重要价值。本文综述了常规与非常规酵母在检测、中和和预防生物及化学威胁中的作用，重点介绍重组酵母细胞用于重金属、有机污染物和内分泌干扰化合物生物传感器的构建与应用，以及酵母在生物修复和毒素去除中的功能。文章还特别讨论了基于酿酒酵母（Saccharo...
Synthetic biology tools for environmental protection.
合成生物学正在改变人们对生物系统的认知，其新兴技术影响科学与工程多个学科。传统合成生物学主要面向利用可再生资源生产化学品的低成本微生物细胞工厂，从而通过降低石油依赖间接保护环境。如今，合成生物学开始更直接地参与环境保护。工业和农业释放的有毒化学物质破坏生态平衡并导致生物多样性丧失。本综述重点介绍可用于环境保护的合成生物学方法，尤其是...
Synthetic bacteria for the detection and bioremediation of heavy metals.
有毒重金属在环境中的累积已成为人为污染问题，威胁人类健康与生态系统。传统化学和物理修复方法成本高，并可能产生二次有毒废物。微生物生物修复因高效、低成本和可持续而受到关注，但天然微生物遗传复杂且缺乏合适基因工程工具，限制了高效修复菌的构建。合成生物学为微生物修复提供了新途径，可构建具有快速检测、降解重金属并增强耐毒能力的工程菌，同时提...
Editorial: Trace elements in the environment: Biogeochemical cycles and bioremediation.
微量元素在生物组织中含量极低，部分无生物学功能，但摄入超过风险水平时具有毒性。自然和人为活动使微量元素进入环境，造成土壤、水体和食品污染。微生物介导的甲基化、去甲基化等过程参与微量元素生物地球化学循环，微量元素也会改变微生物群落结构，进而影响生物转化和生物沉淀等过程。因此，理解微生物及其功能基因在微量元素循环中的作用，对开发生物修复...
Novel strategies and advancement in reducing heavy metals from the contaminated environment.
当前最紧迫的生态问题之一是未经处理的工业废水排放，导致汞、铬、铅、镉等无机金属进入环境，威胁生态系统。因此，迫切需要创新、实用、环境友好且低成本的重金属修复方法。近年来，生物金属处理技术的进展使自然处理成为传统方法的可行替代。为消除土壤和水体中的农药残留，氧化、焚烧、吸附和微生物降解等技术已被建立。生物修复在去除重金属方面比传统方法...
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...
Extracellular laccase from Monilinia fructicola: isolation, primary characterization and application.
漆酶属于蓝铜氧化酶家族，因底物特异性广，被广泛用于许多工业过程和环境生物修复，以去除大量污染物。近几十年来，漆酶也作为生物分析中有前景的酶受到科学关注。本研究旨在从高效真菌生产者获得高纯度漆酶，并展示该酶在分析和生物修复中的应用。为选择最佳漆酶微生物来源，进行了真菌菌株筛选，并选择 Monilinia fructicola 作为胞外...
Alternative Strategies for Microbial Remediation of Pollutants via Synthetic Biology.
环境中持续存在的外源化合物及难降解相关化合物已成为严重污染威胁。生物修复是消除环境中持久污染物的关键。传统生物修复过程存在局限，因此需要发现新的生物修复技术以获得更好效果。本综述提供了通过合成生物学实现生物修复的替代策略展望，包括探索分析研究数据以开发微生物生物修复合成生物学模型的前提条件。此外，描述了合成微生物群落中的细胞协调、细...
Endophytic
杂交狼尾草（Pennisetum americanum × P. purpureum）是生物量高、耐逆性强的 C4 禾草，可用于重金属植物修复。金属生物有效性是评价修复效率的关键。本研究将从杂交狼尾草分离的内生巨大芽孢杆菌 BM18 在 10–70 μM CdCl2·5/2H2O 中逐步暴露，获得突变株 BM18-2，比较两株镉积累...
Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) in inland aquatic ecosystems: Perils and remedies through biosensors and bioremediation.
多环芳烃（PAHs）是分布极广的高关注环境污染物，已知化合物超过一百种，均含至少两个芳环。由于其疏水性，PAHs易吸附于颗粒物并富集于水生沉积物，随时间发生生物累积，并对水生生物产生严重危害。除对人类具有明确的致突变和致癌作用外，PAHs还会导致浮游动物和鱼类生长抑制、内分泌紊乱、DNA损伤、胚胎畸形及酶活性改变等。高效管理PAHs...
Characterization of Thiomonas delicata arsenite oxidase expressed in Escherichia coli.
微生物亚砷酸盐氧化是将毒性较强的亚砷酸盐转化为毒性较低的砷酸盐的重要生物地球化学过程。Thiomonas 属菌株是酸性矿山排水中广泛存在的重要亚砷酸盐氧化菌。本研究从 Thiomonas delicata DSM 16361 中克隆亚砷酸盐氧化酶基因 aioBA，在大肠杆菌中异源表达并纯化至均一。SDS-PAGE 显示纯化重组 Ai...
Engineered microbial biosensors based on bacterial two-component systems as synthetic biotechnology platforms in bioremediation and biorefinery.
双组分调控系统（TCRS）通过偶联感知与调控机制介导细胞响应。TCRS 由组氨酸激酶（HK）和响应调节子（RR）组成：HK 作为传感器识别环境信号，并通过自磷酸化将磷酸基团转移至 RR；磷酸化的 RR 结合启动子，调控效应基因表达。基于这一特性，细菌 TCRS 可被工程化改造，用于构建面向不同应用的微生物系统。本综述聚焦 TCRS ...
Morphological and physiological changes exhibited by a Cd-resistant Dictyosphaerium chlorelloides strain and its cadmium removal capacity.
本研究将淡水绿藻 Dictyosphaerium chlorelloides 野生型（Dcwt）在实验室逐步驯化，使其能在含镉 100 µM 的培养基中存活，获得镉抗性菌株 DcCdR100，并研究其形态与生理变化。将活细胞暴露于 100 µM Cd 30 天，检测镉去除能力；用光学显微镜测量细胞尺寸，分析生长、光合有效量子产率（Φ...
Biosensing and bioremediation of Cr(VI) by cell free extract of Enterobacter aerogenes T2.
六价铬（Cr(VI)）因工业活动进入环境，具有强毒性和致癌性，需从环境中检测并去除。本研究提出低成本、环境友好的 Cr(VI) 生物传感与生物修复方法。将先前分离的产气肠杆菌 Enterobacter aerogenes T2 制备成粗无细胞提取物（CFE），利用三电极循环伏安法开发稳定生物传感器，直接测定废水中 Cr(VI)。生物...
Novel fiber optic detection method for in situ analysis of fluorescently labeled biosensor organisms.
本研究提出一种新型时间分辨光纤 Optrode 系统，用于准确、实时、原位检测生物传感器生物体产生的荧光蛋白。该系统能够识别、表征、区分并定量红色和绿色荧光标记生物体，既适用于单独培养，也适用于混合水培养。在沙基质微宇宙中同样可实现检测，且信号强度的一致降低表明光纤收集体积约减少三分之一。Optrode 的灵敏度足以检测 1.9×1...
Chromate-reducing activity of Hansenula polymorpha recombinant cells over-producing flavocytochrome b₂.
尽管六价铬 Cr(VI) 的毒性及其生物修复机制备受关注，但铬酸盐生物还原的分子机制仍不清楚。酵母 L-乳酸:细胞色素 c 氧化还原酶（黄素细胞色素 b2，FC b2）对 L-乳酸具有绝对特异性，但对电子受体无选择性，因此可作为活细胞在 L-乳酸存在下还原铬酸盐的候选酶。本研究采用热耐受甲基营养酵母 Hansenula polymo...
Ligninolytic fungal laccases and their biotechnological applications.
木质素为无定形、缺乏立体规整性且不易被水解攻击的高分子聚合物。尽管其结构稳定，仍能被多种微生物尤其是白腐真菌降解。白腐真菌可胞外产生木质素过氧化物酶（LiP）、锰过氧化物酶（MnP）和漆酶（laccase），三者是木质素降解的主要酶类。虽然并非所有白腐真菌都同时产生这三种酶，但漆酶在木质素降解中占有重要地位。漆酶属于氧化还原酶，又称...