所有生物体均演化出精细调控机制，用于监测多种分子。研究者可将这些天然机制与易于测量的输出（如荧光）结合，构建遗传编码的生物传感器。此类传感器成本低、速度快、可持续、便携、可自生成，并具有较高的灵敏度和特异性，有望成为推动多学科创新的关键工具。然而，目前仍缺乏标准化、高效且可调的平台，用于高通量构建和表征生物传感器。本文提出一种基于 ...
合成生物学工具箱的发展使复杂生物合成通路的优化策略更加智能化。多基因通路可被划分为若干模块，并通过动态调控精细调节各模块表达，以适应细胞环境变化。为避免模块间干扰及宿主调控系统影响，前期工作开发了用于可调正交基因表达的 σ 因子工具箱。本文将该工具箱应用于大肠杆菌，正交表达并精细调节柚皮素（naringenin）异源生物合成通路。为...
近年来，转录生物传感器已成为代谢工程中的有力工具，可在单细胞水平对胞内代谢物进行半定量检测。然而，其应用常受限于各传感器组件的固有特性及其相互作用；在异源宿主中，传感器还常因低胞内代谢物浓度下信号饱和而失效，从而限制其在高水平生产菌株和后期工程阶段的使用。本文提出一种统一的生物传感器设计，可微调关键传感器参数，并在异源表达宿主中恢复...
丙烯酸（AA）是一种广泛使用的商品化学品，传统上由不可再生化石燃料来源制备。为发展绿色生物基丙烯酸生产，需要能够快速、简便检测活细胞内 AA 生成的传感工具。本研究开发了一种新型转录生物传感器，用于在体内检测丙烯酸。通过对暴露于亚致死剂量丙烯酸的大肠杆菌进行 RNA-seq 分析，鉴定到一个选择性响应启动子 PyhcN，并将其克隆至...
转录生物传感器将难以直接观察的生产表型与荧光等易测输出信号相联系，已成为蛋白质和菌株工程中的有力工具；与荧光激活细胞分选（FACS）联用后，可对大规模突变库进行高通量筛选。然而，尽管已有大量文献报道转录生物传感器的构建与表征，真正成功用于此类高通量筛选的研究仍很少。本文报道了面向大肠杆菌的反式肉桂酸响应型转录生物传感器 pSenCA...
转录生物传感器可用于代谢途径的筛选、选择或动态调控，因此是加速代谢工程与可持续化学原型构建的关键使能技术。近期进展使异源转录因子得以常规使用，嵌合蛋白设计等新策略使工程师能够利用代谢物结合蛋白资源。然而，扩展生物传感器检测范围只是第一步，计算模型有助于微调传感器性能以实现定制化行为。此外，代谢工程将从无细胞表达系统进展中受益，既可用...
转录生物传感器在代谢工程与合成生物学中具有重要应用，但天然代谢物种类多样，要求生物传感器具备可按需定制的配体特异性。本研究以 Herbaspirillum seropedicae 的非特异性 FdeR-PfdeAR LysR 型生物传感器为底盘，引入 Sinorhizobium meliloti 中具木犀草素（luteolin）特异...
为监测微生物胞内外环境并相应调控代谢过程，研究者将天然转录调控系统改造为可检测小分子并表达特定输出信号的转录生物传感器。然而天然响应曲线常不符合实际应用需求。本文以大肠杆菌为宿主，开发并表征了源自 Herbaspirillum seropedicae 的 LysR 型柚皮素响应生物传感器电路，将其解耦为检测模块与效应模块，并系统研究...
监测细胞行为并适时调控细胞过程，是应对当前代谢工程复杂性的关键。转录生物传感器有望增强并加速现有代谢工程策略，推动工业生物技术的重要进展。此类传感器的开发通常始于对自然界丰富调控元件的挖掘。本文首先简要讨论转录生物传感器的基本架构与多种作用机制，并介绍用于搜索天然转录因子及其结合位点的实验方法、计算方法和相关本体资源。随后，本文综述...