蘑菇生物发光基于荧光素/荧光素酶循环，包含四种催化酶及翻译后修饰酶 NpgA。该循环可将植物细胞壁前体咖啡酸转化为蘑菇荧光素 3-羟基hispidin，提示可在植物体内原位合成荧光素。作者将荧光素生物合成（LBS）途径基因以自切割 intein-F2A 肽连接成假多顺反子，在 Nicotiana benthamiana 中瞬时表达，...
腺苷三磷酸（ATP）检测长期用于评估不同场所和工作环境中的微生物污染。现有商业化试剂盒多依赖荧光素酶–荧光素体系，但需在+4 ℃或−20 ℃冷链条件下储存和运输，限制了其在偏远地区或低资源场景中的应用。为此，作者开发了一种用于ATP监测的生物发光纸基生物传感器，将新型荧光素酶突变体BgLuc与金属–有机框架沸石咪唑酯骨架材料-8（Z...
蓝细菌能产生大量结构新颖的次生代谢物，其脂肪酸修饰方式独特，可能成为过氧化物酶体增殖物激活受体（PPAR）配体的新来源。PPARα、PPARβ/δ和PPARγ是配体激活的核受体，参与代谢和细胞过程调控，是多种疾病药物靶点。本文扩展并验证了一种基于细胞的PPAR转激活生物传感器，用于药物发现筛选。该传感器通过更换报告基因提高信号强度与...
近年来，细菌无细胞转录翻译系统已成为快速生产蛋白质并原型化DNA调控元件、基因回路和代谢途径的有力平台。痤疮丙酸杆菌（Cutibacterium acnes）是人体皮肤微生物组中最丰富的细菌之一，部分型别与寻常痤疮等炎症性皮肤病相关，另一些可能发挥皮肤益生菌作用，因而成为化妆品和皮肤生物学研究的重要模式菌。本研究首次建立并优化了基于...
全细胞生物传感器广泛用于医学诊断，但长期储存后其指示性能会逐渐下降，因此需要寻找恢复性能并延长检测试剂保质期的方法。本文提出采用频率、功率和辐照时间优化选择的电磁辐射处理。作者研究了不同辐射参数对生物传感器生物发光的影响，包括激光（λ=875 nm）、LED（λ=850–890 nm）以及微波（42.22、53.53、61.18 G...
生物发光是生物体通过化学反应自发产生光的现象。发光细菌在生物发光生物中具有独特性，其发光强度可反映代谢活性，并直接体现环境因素对细胞存活的影响。此外，细菌生物发光全过程由基因编码，无需额外添加底物，因此已成为生物分析和生物成像中全细胞生物传感器及生物报告系统的重要工具。本综述系统总结了野生型和重组发光细菌在检测环境污染物及生物分子毒...
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...
重金属污染对环境和生物多样性构成严重威胁，因此需要快速、无创的生物测定方法监测有毒化学物质。本研究从海洋环境中分离并表征了一株产生强蓝色生物发光的海洋细菌Vibrio campbellii STF1，用于生物传感应用。通过表型试验及基于16S rRNA、toxR和luxA基因的多基因序列分析，确认该菌株的种级鉴定。脂肪酸甲酯分析显示...
Hippo信号网络依赖蛋白-蛋白相互作用（PPI）传递信号，调控器官大小、细胞增殖与分化、肿瘤发生等过程。当前研究旨在解析上游Hippo组分的复杂调控并寻找癌症治疗靶点，但亲和纯化质谱（AP-MS）等传统方法尚不足以实现这些目标。本综述介绍近期利用荧光素酶生物传感器研究Hippo通路的新方法。这些传感器可在体外使用纯化传感器蛋白，也...
ATP是细胞能量代谢的核心代谢物，也是细胞内信号分子，其浓度变化与细胞功能、活力和命运密切相关。本文介绍两种基于遗传编码生物传感器的活细胞ATP检测方法：萤火虫荧光素酶生物发光法和ATeam FRET荧光生物传感器。前者利用线粒体靶向萤火虫荧光素酶（mtLuc）在细胞内催化荧光素（luciferin）、ATP和O2反应，生成激发态o...
基于D-荧光素/荧光素酶反应的ATP驱动生物发光已广泛用于细菌ATP检测，以评估医院、食品加工及细胞活性研究中的微生物污染。现有商品化ATP试剂盒虽可检测，但缺乏低成本、便携且灵敏度适中的用户友好型ATP生物传感器，难以满足现场快速筛查需求。本文提出一种创新冻干工艺，制备出即用型、稳定的ATP传感纸生物传感器，并可结合智能手机检测。...
荧光报告基因和生物传感器已成为生物与生物医学研究的重要工具，但荧光测量需要外部激发光，限制了其在厚组织和活体动物中的应用。生物发光报告基因和生物传感器利用酶催化的放热生化反应产生激发态发射体，无需外部激发，可在暗背景上获得高灵敏度，并减少光毒性和自发荧光干扰。本综述首先介绍生物发光报告基因的发展，包括荧光素酶-荧光素体系、底物类似物...
针对水污染现场快速检测需求，作者开发了一种一次性荧光素酶微流控生物传感器芯片及其制备方法。芯片由聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）微流控腔室、明胶支架和淀粉凝胶固定化酶系统组成，腔室内分别固定化Photobacterium leiognathi荧光素酶、Vibrio fischeri NAD(P)H:FMN氧化还原酶及其底物NADH、十四...
肠道病毒71型（EV71）是手足口病的主要病原体，目前尚无获批抗病毒药物。EV71 3C蛋白酶（3Cpro）在病毒复制中起关键作用，是抗病毒药物研发的重要靶点。本研究构建了一种转基因编码的生物发光生物传感器i-3CS-GLuc，用于在活细胞中准确、敏感、定量地监测EV71 3Cpro的蛋白水解活性。该传感器由小鼠前体白介素-1β（p...
本研究评估由 Diether-NH2 和卵磷脂（EPC）制备的阳离子脂质体用于体外基因递送。利用对人 HEK293T 和肝癌 HepaRG 细胞（分别为易转染和难转染细胞）研究脂质组成（EPC 与 Diether-NH2 摩尔比）对体外转染效率和细胞毒性的影响。结果显示，与商品化转染试剂相比，EPC/Diether-NH2 脂质体在...
眼部新生血管疾病如年龄相关性黄斑变性、糖尿病视网膜病变、早产儿视网膜病变和视网膜静脉阻塞，均由缺氧诱导的血管内皮生长因子（VEGF）上调引起。由于眼内采样具有侵入性，目前眼内 VEGF 浓度与病理程度及抗 VEGF 疗效之间的关联仍有限，因此需要微创、可重复的 VEGF 定量方法。本文报道了三种基于增强生物发光共振能量转移（eBRE...
本文介绍一种用于环境一般毒性检测的简单光关闭生物发光生物传感器。该传感器以工程化大肠杆菌 BL21(DE3) 为全细胞识别与换能元件，通过 pPro 质粒分别表达 Macrolampis sp2 萤火虫荧光素酶或 Pyrearinus termitilluminans 叩甲荧光素酶，并经 IPTG 诱导。诱导后的细菌可培养于液体中，...
能源生产产生的灰烬可作为牲畜饲料的矿物来源，但可能携带遗传毒性污染物并进入人类食物链。本研究构建了微生物生物传感器 recApr–Luc2，用于检测回收灰烬中的遗传毒性风险。以顺铂诱导的大肠杆菌 SOS 基因（recA、lexA、dinI 和 umuC）表达变化为依据，筛选出 recA 启动子作为报告基因驱动元件。该传感器依赖功能性...
萤火虫荧光素酶通过高度特异的ATP依赖过程发射可见光，已广泛用于基因报告、全细胞生物传感器测量和活体成像。作者此前报道了一种嵌合酶，其N端来自Photinus pyralis荧光素酶，C端来自Luciola italica荧光素酶，具有约2倍增强活性和1.4倍更高生物发光量子产率。随后作者鉴定出5个基于L. italica的氨基酸改...
本综述阐述生物发光酶毒性生物测定的一般原理，并描述这些方法在生态、医疗、工业和环境领域的应用及其在商业生物传感器中的实现。文中提出生物发光酶系统技术（BEST），以细菌偶联酶系统 NADH:FMN-氧化还原酶-荧光素酶替代活体生物，用于快速、低成本地构建酶学毒性检测系统。为推广 BEST，作者开发多组分试剂 Enzymolum，将细...