颗粒结合汞（HgP）广泛存在于水环境中，可被甲基化为高毒性甲基汞，但其生物可利用性评估仍具挑战。本研究开发了一种基于大肠杆菌的全细胞生物传感器，用于探测微生物对无机 Hg(II) 的摄取，并评估吸附在天然颗粒和模型颗粒上的 HgP 的生物可利用性。该传感器可定量区分溶解态 Hg(II) 与 HgP 对胞内汞的贡献。结果表明，微生物对...
埋地雷的远距离检测可借助工程化微生物生物报告器实现：这类菌株在接触爆炸物特征化合物的痕量蒸气后，发出可远程探测的光学信号。此前报道的 2,4-二硝基甲苯（DNT）传感菌株通常将 DNT 诱导型启动子直接融合荧光蛋白基因或细菌生物发光基因盒。本研究采用不同策略，在大肠杆菌中利用 DNT 诱导启动子激活 Aliivibrio fisch...
塑料碎片在水环境中受机械应力等因素降解，产生包括塑料单体在内的小尺寸降解产物；现有监测设备可能不适合高通量筛查。本研究开发了一种重组全细胞细菌生物传感器，用于水环境中丙烯酸单体（acrylic acid, AA）的监测。该传感器以大肠杆菌为宿主，携带 pBAV1K-ACU-lucFF 质粒，其中荧光素酶报告基因 lucFF 受丙烯酸...
非洲锥虫病是流行区人类和动物健康的重大问题，现有化疗存在毒性、给药困难、疗效不足和耐药等问题，亟需新药。为加速新化学实体发现，需要稳健、简单、经济的高通量全细胞检测。作者构建了布氏锥虫布氏亚种（Trypanosoma brucei brucei）血期生物发光报告细胞系，使其稳定组成型表达热稳定红色偏移荧光素酶（RE9HLUC）。该细...
食源性人畜共患病原菌对食品安全构成严重威胁。随着肉、奶、蛋等动物源食品需求增加，需要在产品进入市场前更快检测感染动物或污染食品。传统检测依赖耗时的微生物培养。本文建立了一种基于群体感应的食源性病原菌检测方法，以携带特殊传感质粒的细菌生物传感器与目标菌共培养，用于检测肠耶尔森菌（Yersinia enterocolitica）。该方法...
传统缺氧诱导因子（HIF）激活通常通过缺氧反应元件（HRE）基因报告实验监测下游转录活性。本文开发一种直接感知 HIF 激活的新方法，通过监测 HIFα/HIFβ 亚基异源二聚化来检测功能性 HIF 转录因子形成。作者设计两种活细胞生物传感器检测体系，利用分裂纳米荧光素酶（split-nanoluciferase）功能互补技术，测量...
环境水体等生态介质中常存在多种微污染物，其低浓度长期暴露风险难以用传统动物模型或单一化学分析评估。本文构建了一种基于酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）的全细胞生物传感器，将 NanoLuc 荧光素酶报告基因置于 STB5 启动子控制下。STB5 编码参与多药耐药和氧化应激应答的转录因子，可调控磷酸戊糖途径及...
本文报道了基于枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）的新型生物发光生物传感器，用于检测DNA损伤剂和氧化应激诱导剂。作者构建质粒pNK-DinC、pNK-AlkA和pNK-MrgA，将发光杆菌（Photorhabdus luminescens）luxABCDE报告基因分别置于枯草芽孢杆菌应激诱导启动子PdinC（SOS）...
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...
费氏弧菌 LuxR 与阿利维氏弧菌 LuxR1、LuxR2 是群体感应（QS）转录激活蛋白，可在自诱导物（3-氧己酰基-L-高丝氨酸内酯）存在时激活 luxICDABEG 启动子。在阿利维氏弧菌中，luxR 基因受 HNS、CRP、LitR 等调控。本研究考察 luxR 表达水平对 LuxI/R 群体感应系统功能的影响，并改进用于自...
本文报道一种可野外部署的微型自主生物传感器模块（BSM），用于户外传感器网络中对环境危害物进行远距离监测与空间映射。模块以基因工程活细菌为核心传感元件，这些细菌在目标物存在时产生生物发光信号；模块内置光电电路检测并处理该生物信号，生成可远程传输的数字记录。该模块为自包含单元，可独立工作，也可作为传感器网络节点。文中构建的BSM用于检...
尿中早期发现血尿对感染、肾病、血吸虫病和癌症等严重疾病的治疗至关重要，因此亟需低成本、可携带的尿血检测生物传感器。本文设计了一种超灵敏全细胞细菌生物传感器，并与光电测量模块联用，用于检测尿中血红素。血红素是红细胞裂解后释放的成分。该细菌传感器由携带血红素敏感合成启动子并整合来自发光杆菌 luxCDABE 荧光素酶报告基因的大肠杆菌组...
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...
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...
细菌生物传感器是指经遗传工程改造、在环境物理或化学刺激下产生可测量信号的细菌体系。本研究设计并评价了两种以荧光素酶报告基因（luc+）为输出元件的细菌生物传感器：pGL3-luc/pbr和pGL3-luc/cad。前者将来自铜矿杆菌Cupriavidus metallidurans CH34质粒pMOL30的pbr启动子与pbrR调...
全细胞细菌生物传感器可用于筛选天然提取物的抗菌特性。本研究构建了一个由四种不同细菌生物传感器菌株组成的面板，包括大肠杆菌（Escherichia coli）、金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、贝氏不动杆菌（Acinetobacter baylyi）和假单胞菌（Pseudomonas putida），以扩大...
耐药真菌病原体的增加迫切需要开发发现新型抗真菌化合物的工具。多烯抗生素通过结合细胞膜固醇、形成跨膜孔并导致细胞死亡，是治疗人和动物真菌感染的重要药物。许多多烯由链霉菌产生并释放到土壤环境中，可靶向真菌菌丝；虽然它们通常不抗菌，但可能被同一栖息地的细菌感知并作为信号分子。本研究探讨两性霉素B如何被土壤菌枯草芽孢杆菌感知。全局转录谱分析...
全细胞生物传感器是快速、灵敏检测抗生素等化学化合物的重要工具。β-内酰胺类抗生素仍是最重要治疗用抗菌药物之一，通过干扰细菌细胞壁合成晚期阶段导致细胞裂解。为简化从溶液、固体培养基或产生菌中检测这些抗生素，本研究在枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）中构建了一种新型异源全细胞生物传感器，基于金黄色葡萄球菌（Staphyl...
植物和细菌均可合成脯氨酸，以对抗渗透胁迫带来的不利影响。现有方法多依赖破坏性提取，难以在完整组织中动态监测。本文报道了一种新型脯氨酸生物传感器，可非侵入地监测豆科植物根分泌物和根瘤中的脯氨酸水平。该传感器通过在野豌豆根瘤菌（Rhizobium leguminosarum bv. viciae）中将 pRL120553 基因的启动子区...
尿路感染（UTI）是最常见感染之一，传统培养与药敏诊断至少需48 h，误诊可促进抗生素耐药。为克服这些不足，作者开发并评价了基于完整活细胞或冻干细胞的生物发光检测法，用于UTI诊断。研究采用Photobacterium mandapamensis USTCMS 1132活菌或Photobacterium leiognathi ATC...