精确工程化植物转录调控对基础研究和应用都至关重要。天然启动子受进化限制，模块化、可调性和可预测性不足。合成启动子由明确顺式调控元件组成，可招募基因特异性转录因子和通用转录机器，实现精细转录控制。本综述系统总结植物合成启动子的设计与应用，涵盖核心、近端和远端启动子结构，以及启动子语法（基序身份、与转录起始位点距离、间距、螺旋相位、方向...
精确而动态的转录调控是合成生物学构建稳健基因线路和可编程细胞系统的基础，但现有调控工具常受泄漏转录和可调性不足限制，尤其在高表达或复杂遗传背景下。本研究建立了一种 CRISPRi 辅助基因开关平台，将转录因子型生物传感器与 V-A 型 FnCas12a CRISPR 系统整合。该平台利用 FndCas12a 的 RNase 活性，直...
细胞外调节激酶（ERK）通过不同激活模式调控多种细胞功能。基因编码荧光探针是解析活细胞 ERK 活性动态的重要工具。本研究在已报道的 ERK 荧光共振能量转移（FRET）探针 EKAREN5 基础上，将 mTurquoise2 和 YPet 序列分别替换为 mTurquoise-GL 和 YPet 同义密码子变体，构建改良生物传感器...
微生物在自然生态位中暴露于多种信号分子，特异性识别这些信号会改变其代谢与生理状态。生长素如吲哚-3-乙酸（IAA）是调控植物生长发育的关键植物激素，但生长素合成并不局限于植物，而广泛存在于所有生命界。生长素生产的广泛系统发育分布及其调控细胞过程的多样性，使其成为生命体内重要的界内与界间信号分子，可调控微生物生理、代谢和毒力等。尽管生...
本研究设计并构建了一种基于 CO 感应转录因子 CooA 的全细胞生物传感器，用于检测一氧化碳（CO）的存在与数量。该传感器利用 CooA 作为 CO 感应转录调控因子，在结合 CO 后激活一氧化碳脱氢酶（CODH）相关启动子，并触发 GUS 报告蛋白（β-葡萄糖醛酸酶）的表达。GUS 由 CO 诱导的 CooA 结合启动子 Pco...
SlyA 是沙门氏菌和大肠杆菌中调控毒力基因及表面组分表达的反沉默转录因子，主要通过拮抗 H-NS 抑制子发挥作用。此前报道 ppGpp 可促进 SlyA 二聚化并增强其在 pagC 启动子的 DNA 结合，从而上调该基因表达；而实时监测活菌内 ppGpp 水平一直是 stringent response 领域的难题。作者因此设想 ...
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...
工程微生物工厂的发展受益于生物多样性的挖掘和新型酶途径的高通量合成，但代谢途径的筛选与优化仍是限速步骤。代谢物响应生物传感器可通过监测单个细胞内的代谢物水平并实现代谢物响应反馈控制，帮助解决这些挑战。目前可用的生物传感器主要来自自然进化，难以覆盖许多目标代谢物，因此需要可泛化的新型生物传感器构建方法。本文探索将代谢物结合蛋白转化为代...
OxyR 通过可逆还原的半胱氨酸二硫键生物传感器感知细胞氧化还原状态，转录调控大肠杆菌氧化应激响应基因。氧化还原变化引起的构象改变传递至二聚体亚基界面，改变二聚体与四聚体同 DNA 的相互作用。与大肠杆菌 OxyR 调节结构域不同，牙龈卟啉单胞菌 OxyR 调节结构域在二硫键氧化/还原状态下二聚体构象差异极小，其锁定构象与大肠杆菌氧...