Engineering a highly sensitive biosensor for abscisic acid in mammalian cells.
脱落酸（ABA）是植物、细菌、真菌和动物中保守的信号分子，近年因其药理活性以及作为慢性阻塞性肺疾病和胶质瘤严重性生物标志物的潜力而受到关注。为定量哺乳动物细胞和组织中低水平 ABA，需要可靠、灵敏、快速且低成本的方法。此前基于植物 ABA 受体 PYL1 与共受体 ABI1 的 ABA 依赖相互作用构建的生物传感器，对哺乳动物亚纳摩...
Tunable Multiplexed Whole-Cell Biosensors as Environmental Diagnostics for ppb-Level Detection of Aromatic Pollutants.
酚、苯和甲苯等芳香族化合物是致癌性异生物质，可污染水资源。本研究结合合成生物学与结构指导设计，构建了一套可调谐的全细胞生物传感器（WCBs）阵列。作者利用天然具有酚感知与降解能力的 MopR 遗传系统，将其引入大肠杆菌，并将下游代谢基因簇替换为荧光素酶（Luc）报告基因，使传感器能够检测低至约1 ppb 的酚，从而可直接检测饮用水允...
Construction of a sensitive and specific lead biosensor using a genetically engineered bacterial system with a luciferase gene reporter controlled by pbr and cadA promoters.
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...
Engineered Bacteriophages for Practical Applications.
本文综述了基因工程噬菌体在医学、农业、食品、环境和材料等领域的实际应用。噬菌体是感染细菌的病毒，具有高度多样性和可遗传工程改造特性，可通过合成生物学手段精确编辑其基因组、宿主范围、表面展示蛋白和酶活性。文章重点介绍了工程噬菌体作为噬菌体疗法用于对抗耐药菌感染，通过改造尾丝、裂解酶、CRISPR-Cas递送和群体感应淬灭酶等提高杀菌效...
Bacterial Valorization of Lignin: Strains, Enzymes, Conversion Pathways, Biosensors, and Perspectives.
木质素是植物细胞壁中结构复杂的芳香聚合物，早期在木质纤维素生物燃料生产中常被视为抑制发酵菌的副产物而需去除；但作为芳香化合物来源，其生物产品潜力巨大，复杂结构限制了利用。本文综述细菌在木质素降解与高值化中的作用，包括可降解木质素的土壤细菌及其酶（DyP 型过氧化物酶、漆酶/多铜氧化酶等），能同时溶解释放木质素与碳水化合物的厌氧纤维素...
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许多遗传报告系统需要分子氧，因此报告基因在厌氧微生物分子机制研究中的应用受到限制。本文报道了基于荧光素酶基因及其需氧酶的全细胞生物传感器系统。作者采用两种不同需氧报告系统——昆虫荧光素酶和细菌荧光素酶，以及两种细菌宿主——革兰阳性长双歧杆菌（Bifidobacterium longum）和革兰阴性大肠杆菌（Escherichia c...
An E. coli biosensor for screening of cDNA libraries for isochorismate pyruvate lyase-encoding cDNAs.
水杨酸（SA）是植物发育和诱导防御中重要的激素。在拟南芥中，SA 主要经 chorismate 由异 chorismate 合酶（ICS）和推测的异 chorismate 丙酮酸裂解酶（IPL）介导生成，但迄今尚未鉴定出具有 IPL 活性的植物酶。本研究构建了一种基于大肠杆菌的 SA 全细胞生物传感器 XL1-LUX，将来自 Aci...
Editor's Highlight: Structure-Based Investigation on the Binding and Activation of Typical Pesticides With Thyroid Receptor.
已有大量农药被报道可干扰甲状腺内分泌系统正常功能，但其确切作用机制尚未完全阐明。本研究评估了21种农药与甲状腺受体（TR）的结合相互作用及其扰乱甲状腺稳态的潜力。在GH3荧光素酶报告基因检测中，5种农药表现出激动作用，活性顺序为procymidone > imidacloprid > mancozeb > fluroxypyr > ...
The power of bioluminescence imaging in understanding host-pathogen interactions.
传染病是全球主要死因之一，建立并理解人类感染模型对开发降低传染病负担的治疗策略至关重要。生物发光成像（BLI）是一种高灵敏度、非侵入性技术，基于检测荧光素酶催化反应产生的光。在感染病研究中，BLI已广泛应用，可用于检测、定位和定量特定免疫细胞、病原体或免疫学过程，从而开展纵向研究，监测疾病进程及其对治疗的反应。能够产生光的转基因啮齿...
Superoxide-responsive gene expression in Arabidopsis thaliana and Zea mays.
超氧阴离子（O2-）及其他活性氧（ROS）在多种生物与非生物胁迫中产生。不同 ROS 可诱导不同转录响应，因此 ROS 响应标记基因和启动子-报告基因融合被提出作为间接检测 ROS 并区分不同 ROS 的方法。为评估超氧阴离子这一关键胁迫信号分子的潜在标记物，本研究用 qRT-PCR 检测拟南芥暴露于常见 ROS 诱导剂——甲基紫精...
A High-Throughput Screen Identifies 2,9-Diazaspiro[5.5]Undecanes as Inducers of the Endoplasmic Reticulum Stress Response with Cytotoxic Activity in 3D Glioma Cell Models.
内质网（ER）参与钙离子信号与蛋白质折叠。ER 钙库耗竭和未折叠蛋白积累会激活分子伴侣 GRP78，进而触发内质网应激反应（ERSR）以恢复稳态；若应激无法代偿则诱导凋亡。恶性细胞较正常细胞更易发生 ERSR 介导凋亡，因此 ERSR 被视为潜在抗肿瘤靶点。基于此，作者开发了以 GRP78 为生物传感器的细胞检测法，用于在胶质瘤细胞...
Core-shell upconversion nanoparticle - semiconductor heterostructures for photodynamic therapy.
本文报道了以 NaYF4:Yb,Tm 上转换纳米粒子（UCN）为核、ZnO 半导体为壳的核壳纳米粒子（CSNPs），用于光动力治疗（PDT）。TEM 和 STEM 证实 ZnO 壳直接包覆 UCN 核，提高了光敏剂 ZnO 的负载效率。UCN 作为换能器，在 980 nm 近红外光激发下敏化 ZnO 并触发细胞毒性活性氧（ROS）产...
AAVPG: a vigilant vector where transgene expression is induced by p53.
利用 p53 驱动病毒载体转基因表达，可在缺氧或DNA损伤等生理应激下实现按需表达。本文报道 AAVPG，一种腺相关病毒（AAV）载体，其转基因表达由 p53 响应启动子 PG 控制。体外实验显示，AAVPG-luc 载体在具有功能 p53 的细胞中特异性诱导表达（约10^3倍，p<0.001）。AAVPG-luc 可有效作为 p5...
A new, sensitive marine microalgal recombinant biosensor using luminescence monitoring for toxicity testing of antifouling biocides.
本研究提出将海洋绿藻Ostreococcus tauri（O. tauri）——目前已知最小的自由生活真核细胞——作为新型发光生物传感器，用于环境毒性测试。以沿海水体中常见的防污生物杀菌剂莠灭净（Diuron）和Irgarol 1051为模型毒物，并加入Diuron的两个降解产物，比较四种遗传构建体（涉及光合作用、细胞周期和昼夜钟基...
Development of a Fish Cell Biosensor System for Genotoxicity Detection Based on DNA Damage-Induced Trans-Activation of p21 Gene Expression.
本文报道了一种用于高通量基因毒性检测的鱼细胞生物传感器系统。作者将人p21启动子驱动的荧光素酶报告质粒pGL3-p21-luc和CMV启动子驱动的海肾荧光素酶内参质粒pRL-CMV-luc稳定整合到海洋比目鱼鳃细胞FG中，构建p21FGLuc细胞。验证表明，p21FGLuc细胞保留野生型p53信号通路，对直接基因毒性剂博来霉素和丝裂...
An efficient design strategy for a whole-cell biosensor based on engineered ribosome binding sequences.
在原核生物中，核糖体结合序列（RBS）位于mRNA 5′非翻译区，对增强翻译效率和mRNA稳定性起关键作用。为评估RBS对环境全细胞生物传感器灵敏度与信号强度的影响，作者构建了三种基于大肠杆菌、响应苯、甲苯、乙苯和二甲苯（BTEX）的全细胞生物传感器。三种传感器均含有来自假单胞菌TOL质粒的Pu启动子和xylR调节子，但报告基因lu...
Aptazyme-based biosensors using a eukaryotic cell-free translation system.
作者构建了一种基于aptazyme的新型生物传感器系统，利用小麦胚芽无细胞翻译体系中的荧光素酶合成来检测aptazyme辅因子。在该系统中，与荧光素酶基因5′非翻译区融合的aptazyme的活性可转化为荧光素酶表达。直接将未经切割的aptazyme融合mRNA用于小麦胚芽无细胞翻译时，由于三重抑制效应，荧光素酶几乎不表达：其一，5′...