Ligify 2.0: a web server for predicted small molecule biosensors.
原核转录因子（TF）可作为小分子生物传感器，在生物技术应用广泛，但多数 TF 的配体仍未知。Ligify 利用基因组背景与酶反应数据库预测 TF 的对应效应分子。本文报道 Ligify 2.0，一个用于 Ligify 预测的现代交互式网页服务器。作者系统评估 Rhea 酶反应数据库中 10965 个小分子与 TF 的关联，最终生成 ...
Detection of PDR5-mediated alachlor efflux using a chemically induced dimer biosensor.
开发抗除草剂作物是实现高效可持续农业的关键策略。转运体可通过介导除草剂外排赋予耐受性，因此是抗性育种的重要靶标，但鉴定特定化合物的转运体具有挑战性。本文展示了一种基于化学诱导二聚（CID）的合成酵母双杂交（Y2H）分子生物传感器，用于鉴定转运体活性。作者利用先前工程化的、对除草剂阿拉氯（alachlor）响应的生物传感器，监测酿酒酵...
Efficient sex hormone biosensors in Saccharomyces cerevisiae cells to evaluate human aromatase activity and inhibition.
酵母性激素全细胞生物传感器具有可长期保存和生产成本低的特点。本研究在酿酒酵母 S. cerevisiae 中构建了紧凑的 β-雌二醇生物传感器，利用 20 nt 短操纵子及其结合融合蛋白 LexA-ER-VP64；其中 ER 为人雌激素受体，VP64 为强病毒激活域。最佳传感器的回收浓度在 97.13% 至 104.69% 之间，准...
Expanding salivary biomarker detection by creating a synthetic neuraminic acid sensor via chimeragenesis.
口腔鳞状细胞癌（OSCC）的准确及时诊断对阻止其进展至预后不良的晚期至关重要。构建能够检测已确立疾病生物标志物的传感器，对早期无创诊断具有重要治疗潜力。本研究利用合成生物学技术开发一种全细胞生物传感器（WCB），通过工程化细菌在体内的生理过程，在检测到可溶分子后表达可观察效应子。作者构建了表达新型嵌合转录因子 Sphnx 的大肠杆菌...
A versatile microbial platform as a tunable whole-cell chemical sensor.
生物传感器用于工业微生物中检测并量化化学品，但多数依赖工程化转录因子识别特定分子，通用性受限。本研究通过工程化非致病土壤菌 Pseudomonas putida，构建可调节的全细胞化学传感器平台。该平台将荧光报告基因与中心代谢中的合成营养缺陷型整合，使目标分析物在生长偶联体系中补充代谢缺陷并驱动菌体生长，从而以生物量和 msfGFP...
Biosensors for the detection of chorismate and cis,cis-muconic acid in Corynebacterium glutamicum.
谷氨酸棒杆菌ATCC 13032是生产芳香族氨基酸等工业化合物的重要微生物底盘。本研究开发了两种基于转录因子的全细胞荧光生物传感器，用于在谷氨酸棒杆菌中追踪cis,cis-顺丁烯二酸（ccMA）和分支酸（chorismate）。作者将来自A. baylyi ADP1的ccMA诱导型转录因子CatM转入谷氨酸棒杆菌，并通过启动子文库筛...
Systematic promoter design for plasmid-encoded S-adenosylmethionine sensing systems.
S-腺苷甲硫氨酸（SAM）是重要的生物分子，主要作为甲基供体参与多种生物学功能，也是有价值甲基化化合物生物合成的关键前体，但其供应常成为合成代谢瓶颈。为突破该瓶颈并重塑 SAM 稳态，需要高通量检测胞内 SAM 可用性变化的传感系统。本研究构建了仅含最少组分的质粒系统，将荧光蛋白置于受内源 MetJ 转录因子控制的启动子下游；Met...
A versatile regulatory toolkit of arabinose-inducible artificial transcription factors for Enterobacteriaceae.
沙门氏菌和埃希氏菌是重要的模式生物、原核表达平台，其致病菌株也构成重大公共卫生威胁。为便于研究与生物技术应用，作者开发了一套阿拉伯糖诱导的人工转录因子（ATF）工具，利用 CRISPR/dCas9 和拟南芥来源的 DNA 结合蛋白，在埃希氏菌和沙门氏菌中于宽诱导剂浓度范围内调控基因表达。不同 ATF 的转录输出差异显著，尤其在改造阿...
10.1021/acssynbio.3c00124
本研究将用于实时监测酵母胞内环境的三步“构建—转化—评估”工具箱扩展并升级为双模块 ScEnSor（S. cerevisiae Engineering + Biosensor）试剂盒。生物传感器模块包含 8 种用于胞内环境的荧光报告系统，其中未折叠蛋白反应（UPR）、丙酮酸代谢和乙醇消耗 3 种为新加入，用以补充原有 5 种传感器。...
Identifying, Characterizing, and Engineering a Phenolic Acid-Responsive Transcriptional Factor from
基于转录因子的生物传感器常用于代谢工程中基因表达的可诱导调控，以及高通量筛选和动态通路调控等相关应用。挖掘新型转录因子对于扩展这些工具集的可用性至关重要。本文报道了从解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）中鉴定、表征和工程化一种酚酸响应调控蛋白 PadR（BaPadR）。该 BaPadR 生物传感器系...
Improvement of a highly sensitive and specific whole-cell biosensor by adding a positive feedback amplifier.
本研究在假单胞菌 Pseudomonas putida KT2440 中构建了一种同时具有正反馈和负反馈级联放大器的镉离子（Cd2+）全细胞生物传感器 LTCM，并与此前仅含负反馈放大器的 TCM 进行比较。结果表明，LTCM 的线性响应范围由 0.05 μM 扩展至 0.1 μM，在相同培养条件下荧光输出信号提高 1.11–2.6...
Development and Application of Whole-Cell Biosensors for the Detection of Gallic Acid.
没食子酸是常见植物次生代谢物，具有强自由基清除、细胞毒性、抗炎和抗菌活性。传统上通过单宁酸酸水解生产，成本高且环境危害大。为开发更可持续的微生物生物合成策略，本研究表征了 Pseudomonas putida KT2440 中基于转录因子的诱导系统 PpGalR/PPP_RS13150，该系统可剂量依赖地响应胞外没食子酸。研究发现，...
Directed evolution of the PobR allosteric transcription factor to generate a biosensor for 4-hydroxymandelic acid.
4-羟基扁桃酸（HMA）广泛用于医药、食品和化妆品。本研究旨在开发基于变构转录因子（aTF）的 HMA 生物传感器。以 HMA 类似物 4-羟基苯甲酸（4HB）响应型 aTF PobR 为模板，通过定向进化改变其配体选择性，获得可响应 HMA 的新型 aTF。利用易错 PCR 和 Megawhop PCR 构建容量约 55 万突变的...
Differential Detection of Bioavailable Mercury and Cadmium Based on a Robust Dual-Sensing Bacterial Biosensor.
基因编程生物传感器已广泛用于监测生物可利用重金属污染及其对生物体的毒性。多数细菌生物传感器最初用于检测汞或镉等特定重金属，但现有传感器难以将镉与其他重金属尤其是汞区分开。本研究以汞响应调节蛋白 MerR 和镉响应调节蛋白 CadR 作为独立传感元件，以增强型绿色荧光蛋白 eGFP 和 mCherry 红色荧光蛋白作为独立报告蛋白，构...
Recombinant production of the lantibiotic nisin using Corynebacterium glutamicum in a two-step process.
乳链菌肽 nisin 由乳酸乳球菌以无活性前肽形式产生，经翻译后修饰形成五个（甲基）兰硫氨酸环，属于 Ia 类细菌素。前导肽的导出和蛋白酶切割释放活性 nisin。nisin 靶向普遍肽聚糖前体脂质 II，对单核细胞增生李斯特氏菌和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌等具有重要病原菌具有广谱活性。目前工业 nisin 生产依赖天然生产菌株，产品...
Evolving a Generalist Biosensor for Bicyclic Monoterpenes.
原核转录因子可被重新用作精确化学测量与调控的分析及合成工具。单萜是一类在食品、化妆品、香料和医药领域具有重要商业价值的化合物，但因其缺乏发色团且同分异构体难以区分，尤其难以在细胞内快速定量。本文以假单胞菌 Pseudomonas putida 中响应樟脑的 TetR 家族转录调控因子 CamR 为平台，通过定向进化扩展其效应物特异性...
Macrolide Biosensor Optimization through Cellular Substrate Sequestration.
开发并优化小分子生物传感器是合成生物学的核心目标。本文通过引入额外细胞组分，防止目标分子从细胞中扩散，从而提高生物传感器灵敏度。作者证明，利用磷酸化将红霉素A（erythromycin A, EryA）截留在大肠杆菌内，可使其 MphR 生物传感器的灵敏度提高约10倍。结合此前对 MphR 的工程改造，优化后的传感器可检测低至13 ...
A microgravity responsive synthetic genetic device in Escherichia coli.
面向人类太空旅行的生物工程方案必须将微重力作为关键因素。本文设计、构建并表征了首个基于工程化大肠杆菌基因回路的生化与细胞微重力响应装置，该装置通过改变目标增强绿色荧光蛋白（EGFP）基因的表达来响应微重力。装置原理基于大肠杆菌中 Hfq 蛋白在微重力下发生失调，并利用 Hfq 介导的合成小调控 RNA（SynsrRNA）沉默 EGF...
Construction of
他汀是广泛使用的降胆固醇药物，其个体疗效差异可能与人类HMG-CoA还原酶（hHMGR）变异有关。本文报道了两种大肠杆菌全细胞生物传感器的设计与构建。第一种为他汀疗效检测传感器，由混合甲羟戊酸（MVA）通路模块和HMG-CoA传感模块组成：截短人源hHMGR（thHMGR）作为MVA通路关键酶，枯草芽孢杆菌FapR（BsFapR）作...
Two-Component Biosensors: Unveiling the Mechanisms of Predictable Tunability.
本研究针对细胞生物传感器在输入检测之外还需具备合适响应范围的问题，探索双组分细菌生物传感器的可预测调谐机制。作者以受体蛋白丰度为核心调节变量，建立了描述受体丰度与激活阈值、灵敏度、动态范围及工作范围之间功能关系的数学模型。该模型将报告基因稳态表达表示为外部输入浓度与受体丰度的函数，并给出半最大响应浓度 K0.5 和相对动态范围 γ ...