本文提出将机理模型与机器学习模型相结合，用于实现从基因型到表型的准确预测，并指导代谢工程。作者首先利用基因组规模代谢模型筛选影响色氨酸生产的关键基因靶点，结合转录组数据挖掘选择30个表达水平多样的启动子，构建由5个基因和6种启动子组合组成的7776个组合设计文库。随后开发基于大肠杆菌TrpR-GAL4激活域融合蛋白的酵母色氨酸荧光生...
含硫氨基酸甲硫氨酸和半胱氨酸在食品工业中重要，可赋予食品硫味或肉香，并参与乳发酵风味形成；切达奶酪特征风味即来源于甲硫氨酸。因此，能过量产生并分泌这些氨基酸的菌株具有应用价值。然而，食品基质中定量这些化合物通常繁琐，需要样品制备和高效液相色谱等方法。细菌天然感知代谢物的能力已被用于开发生物传感器，即特定代谢物被感知后转化为报告基因表...
发酵细菌的某些次级代谢物是食品工业所需化合物，如乳酸菌产生的二乙酰和乙醛。二乙酰赋予乳制品黄油风味，乙醛与酸奶风味和香气相关。这些化合物在食品基质中的定量通常需要繁琐的样品前处理和专门分析方法。细菌天然感知代谢物的能力已被用于开发生物传感器，使特定代谢物的存在被识别并转化为报告基因表达。本研究旨在开发基于荧光的生物传感器检测二乙酰和...
谷氨酸棒杆菌是生产氨基酸及其衍生物的重要工业微生物。为精细调控代谢通路，合成生物学工具主要依赖启动子的理性应用，但可用启动子数量有限。本研究基于 RNA-Seq 数据分析，扩增了 90 个长度 200–500 bp、可能包含启动子-5′-UTR（PUTR）序列的 DNA 片段，并将其与荧光蛋白基因连接。与常用强 PUTR PsodU...
赤藓糖醇是重要的低热量甜味剂和材料合成前体，工业上主要由发酵生产。为加速高产菌株开发，需要快速检测赤藓糖醇并筛选突变株库的高通量方法。本研究利用赤藓糖醇响应型转录因子EryD，构建传感器-调节系统，用于快速筛选和表征赤藓糖醇高产菌株。作者优化了EryD传感器-调节构建体的结构，提高了灵敏度、特异性和动态响应范围，并结合紫外（UV）与...
己内酰胺是尼龙6的重要聚合物前体，目前主要源自石油，年产量约500万吨。现有生物合成途径效率低，产量通常不超过2 mg/L，亟需开发新途径。由于新代谢途径开发常需大量设计且产物滴度低，高灵敏度的终产物生物传感器可显著加速筛选。本文报道了来自 Pseudomonas putida KT2440 的 OplR（PP_3516）戊内酰胺/...
变构转录因子（aTFs）作为配体特异性生物传感器，可实时监测、筛选和调控细胞代谢，但其特异性及配体浓度与输出信号之间的转移函数常需优化。本文提出一种通用高通量方法，在酿酒酵母 Saccharomyces cerevisiae 中进化原核 aTF 的特异性和转移函数。通过对效应结合域（EBD）进行单轮错误 PCR 突变，并结合多种开关...
酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）具有乙醇生产的工业优势，并可通过异源表达纤维素酶用于木质纤维素生物质的整合生物加工（CBP）。然而，该酵母分泌的纤维素酶滴度较低，原因之一是异源蛋白诱导未折叠蛋白反应（UPR）。现有 UPR 检测方法主要基于 RNA，结果不一致且操作繁琐。本研究开发了基于载体的 UPR 生...