Modular Input-Output Biosensor Design Using
基于蛋白的生物传感器相比传统分析方法具有独特优势，可在最少样品制备下实时检测目标分析物。然而，将分子识别高效耦合到可靠输出信号仍是生物传感器设计的关键挑战。本文提出利用从头设计蛋白开关平台 LOCKR 的即插即用策略，可将结合事件直接转导为定义明确的信号输出。LOCKR 架构支持模块化重构：识别域可替换以检测所需分析物，报告模块可互...
Expanded applications of bioluminescence microscopy with phasor analysis.
生物发光可用于体外和体内监测生物过程，但多种生物发光报告子发射谱重叠，同时检测困难。作者此前发展了生物发光相位分析，用于分辨光谱相近探针。本研究进一步表征多种常用荧光素酶报告子的相位输出，并将该方法扩展到组织等复杂环境中的多重混合分辨。作者将生物发光相位分析应用于多维模型中的成像生物传感器，发现生物发光输出的细微变化可被清晰分辨，使...
A luminescent calcium biosensor enabling endpoint measurement of GPCR-mediated calcium signaling.
Gq/11偶联G蛋白偶联受体（GPCR）通过动员钙离子调控关键生理过程，使胞内Ca2+动态成为药物发现和生物标志物检测的重要读出。然而钙信号短暂，需要专用仪器实时监测，限制高通量筛选和普及。本文报道发光钙生物传感器CalLuc-2.1，可将短暂Ca2+峰转化为刺激后数十分钟仍可读取的持续发光变化，无需精确计时检测，即可用标准酶标仪进...
Measuring Communication in Microbial Biofilms in Response to Antibiotics, Phytochemicals and Stressors.
本研究开发了一种用于在96孔微孔板中测量微生物生物膜通讯的高通量检测系统。该系统将用于群体感应分子（QSMs）的生物发光微生物全细胞生物传感器（MWCBs）嵌入生物膜，以评估其对细菌通讯相关化学线索的响应。为检测应激响应，作者构建了依赖σ54（RpoN）的MWCB。平台生成的生物膜暴露于QSMs（如N-乙酰高丝氨酸内酯AHLs、3,...
DPO production by gut commensals suggests a broader role in bacterial communication and host-microbiome interactions.
群体感应分子3,5-二甲基吡嗪-2-醇（DPO）已知可调控霍乱弧菌生物膜形成，但其在肠道共生菌中的分布尚不清楚。作者使用已验证的全细胞生物传感器 pSD8693 对 hCom2 模型微生物组中 37 株代表性肠道菌进行厌氧培养与无细胞上清检测，发现 DPO 产生广泛存在：18 株为高产生菌（>1 µM），13 株为中等产生菌（500...
Features of Chaperone Induction by 9-Aminoacridine and Acridine Orange.
9-氨基吖啶（9-AA）和吖啶橙（AO）是可通过嵌入 DNA 碱基间引起移码突变的荧光染料，也可影响蛋白质等细胞组分。本研究采用基于大肠杆菌的全细胞 lux 生物传感器、RT-qPCR 和 nanoDSF，检测 9-AA 与 AO 诱导细菌热休克的能力。lux 生物传感器将发光菌 luxCDABE 基因分别融合于热休克特异性诱导启动...
Bacterial
全细胞生物传感器是评估外源物质对活细胞效应的重要工具。本研究构建并测试了基于大肠杆菌（E. coli）和枯草芽孢杆菌（B. subtilis）的全细胞 lux 生物传感器，用于检测革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌的膜损伤。传感器将 E. coli 和 B. subtilis 的 pspA 基因应激诱导启动子分别与发光荧光假单胞菌（P. l...
Revealing vortex structure with pyrocystis lunula bioluminescence.
本研究考察磁搅拌器在盛有海水和发光甲藻 Pyrocystis lunula 的容器中产生的涡旋结构。该甲藻受水流机械刺激时可通过天然化学反应发光，其生物发光与流体剪切应力之间的关系近年受到关注。作者将不同角速度下观测到的涡旋漏斗深度与现有涡旋模型进行比较，并估计流场中的切向剪切应力分布。结果表明，在所分析的角速度范围和实验装置几何条...
Evaluating the Cytotoxic, Genotoxic, and Toxic Potential of Pyrolytic Tire Char Using Human Lymphocytes and a Bacterial Biosensor.
废旧轮胎（WTs）构成潜在重要污染源，其大量废弃需要妥善处理。热解已成为一种环保且有效的轮胎处理方法。本研究调查未处理与酸处理热解轮胎炭（PTCUN 和 PTCAT）的细胞遗传毒性和毒性。采用人淋巴细胞胞质分裂阻断微核（CBMN）试验评估细胞遗传毒性，采用费氏弧菌（Aliivibrio fischeri）生物发光试验评估生态毒性。结...
Optimizing Whole-Cell Biosensors for the Early Detection of Crop Infections: A Proof-of-Concept Study.
本研究对用于实时检测作物感染的优化全细胞生物传感器进行了概念验证评估。该传感器采用基因工程发光细菌菌株作为识别与信号单元，用于检测作物在腐败过程中释放的挥发性有机化合物（VOCs）。研究重点考察了细菌在固定化基质中的分布均匀性、营养供给方式以及温度对传感器性能的影响。结果表明，在较低温度（+4 °C）下，传感器表现出更高的灵敏度，同...
Challenges of Using Whole-Cell Bioreporter for Assessment of Heavy Metal Bioavailability in Soil/Sediment.
土壤和沉积物中的重金属（HM）污染对生态系统和人类健康构成重大风险。全细胞生物报告器（WCB）技术能够替代传统检测手段，快速评估污染物的生物可利用性。其中，开启型 WCB 通过测量暴露于污染物后产生的生物发光或荧光来量化污染物生物可利用性，在定量检测方面可达到与传统方法相当的准确性。然而，在土壤和沉积物样品中，固体颗粒对光学信号的散...
Engineering coupled consortia-based biosensors for diagnostic.
合成多细胞系统具有执行复杂任务的潜力，可通过细胞间通讯实现多信号检测与计算，但精确控制不同成员细胞浓度并协调其活性极具挑战。本文开发了一种基于细菌群落的生物传感器，用于同时检测血红素（Heme）和乳酸（Lactate）。群落成员通过全局共享的群体感应信号相互耦合，该信号同时调控多种生物传感菌株的活性。多细胞系统整合了可计算各传感器活...
Natural Phenolics Disrupt Microbial Communication by Inhibiting Quorum Sensing.
群体感应是细菌细胞间通讯机制，在毒力和生物膜形成中起关键作用。本研究采用发光生物传感器菌株哈维氏弧菌MM30（Vibrio harveyi MM30）评价18种天然化合物的抗群体感应活性，包括大麻素、芳基苯并呋喃、黄酮、咖啡因和绿原酸。MM30为AI-2合成缺陷突变株，但可响应外源AI-2。测试化合物加入含AI-2培养基后测量发光，...
The expression of different gene constructs in Escherichia coli SM lux biosensor after exposure to drugs.
本研究采用含细菌荧光素酶报告基因 luxCDABE 的大肠杆菌 SM 全细胞生物传感器，实时监测药物暴露引起的基因表达变化。作者在大肠杆菌 SM342、SM335、SM343 和 SM346 中分别表达 recA:luxCDABE、soxS:luxCDABE、micF:luxCDABE 和 rpoB:luxCDABE 四种基因构建体...
G-cleave LC3B biosensor: monitoring autophagy and assessing resveratrol's synergistic impact on doxorubicin-induced apoptosis in breast cancer cells.
自噬是癌症进展和耐药中的关键过程，但现有自噬检测方法常具侵入性且耗时，限制其在临床前药物研究中的应用。本研究开发了一种非侵入性自噬检测系统（NIADS-autophagy，又称G-cleave LC3B生物传感器），将split-luciferase生物传感器与LC3B切割序列整合，通过蛋白酶介导的降解途径快速识别Earle’s B...
Advanced Bioluminescence Reporter with Engineered
Gaussia 荧光素酶（GLuc）是一种广泛使用的分泌型荧光素酶报告蛋白，常用于细胞报告实验。本研究基于多种桡足类荧光素酶序列比对，采用序列引导突变策略，鉴定出可显著增强生物发光（BL）强度的关键氨基酸。在大肠杆菌中表达的突变蛋白中，M60L、K88Q、F89Y、I90L 和 S103T 五个单点突变在 coelenterazin...
A novel bioassay for thyroid-blocking immunoglobulins.
甲状腺阻断免疫球蛋白（TBI）存在于10%–15%自身免疫性甲状腺疾病（AITD）患者中并影响甲状腺功能。本研究评估新型TBI生物检测法。AITD患者血清采用细胞基Thyretain®荧光素酶报告基因法和新型Turbo™ cAMP激活荧光素酶法，并与两种TSH-R结合免疫分析比较。1011例AITD患者中131例（212份样本）TB...
The Assessment of Methyl Methanesulfonate Absorption by Amphipods from the Environment Using Lux-Biosensors.
水生中型浮游动物（端足类）因参与食物链而具有吸附和积累环境毒物的能力，这对理解水生生态系统功能及保障渔业安全具有重要意义。本研究利用全细胞 lux 生物传感器大肠杆菌 MG1655 pAlkA-lux，评估海洋端足类 Gammarus oceanicus 以及淡水端足类 Eulimnogammarus vittatus 和 Gamm...
Microbead-Encapsulated Luminescent Bioreporter Screening of
铜绿假单胞菌是一种重要的机会性革兰阴性菌，其群体感应（QS）分子可作为指示该菌存在的有效生物标志物。本研究开发了一种便于使用的全细胞生物传感器，将工程化 P. aeruginosa 报告菌分别包埋于藻酸盐-聚-L-赖氨酸（alginate-PLL）微珠中，用于特异性检测细菌自诱导剂。PLL 增强微珠采用两步法制备：先以 Ca2+ 离...
A cAMP-biosensor-based assay for measuring plasma arginine-vasopressin levels.
精氨酸加压素（AVP）是由9个氨基酸组成的环肽激素，通过血管加压素V2受体（V2R）激活Gs蛋白并升高细胞内环磷酸腺苷（cAMP）水平，从而调节肾脏水重吸收。血浆AVP是中枢性尿崩症（CDI）诊断的重要生物标志物，传统放射免疫分析（RIA）存在操作复杂、耗时长且需处理放射性同位素等缺点。本研究建立了一种基于cAMP生物传感器的血浆A...