Laccase is a multitasking protein for synthetic gene circuits in the yeast
漆酶是一类多铜氧化酶，可氧化多酚和多环芳烃（PAHs），并催化分子氧四电子还原生成水，在环境治理中具有重要作用。此前作者已在酿酒酵母中表达 Trametes trogii 漆酶 TtLcc1。本研究进一步在酿酒酵母中表达 Trametes sp. AH28-2 漆酶 LacA，并测试其对 PAHs 的功能。工程化酵母细胞可高效降解 ...
A highly selective cell-based fluorescent biosensor for genistein detection.
染料木素是主要存在于豆科植物中的异黄酮，具有多种健康益处，利用微生物细胞工厂生产染料木素受到关注。为筛选高产菌株，本研究在酿酒酵母中改造 Gal4DBD-ERα-VP16（GEV）转录激活子，构建细胞荧光生物传感器。存在染料木素时，GEV 结合 GAL1 启动子并激活下游 GFP 报告基因。通过工程化传感器蛋白、表达启动子和报告启动...
Development of Nanobody-Displayed Whole-Cell Biosensors for the Colorimetric Detection of SARS-CoV-2.
准确有效检测严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）对防控传染病和保障人类健康至关重要。本文开发了一种纳米抗体展示全细胞生物传感器，用于比色检测SARS-CoV-2刺突蛋白。通过基因工程改造酿酒酵母表面，展示来源于羊驼的单域抗体（纳米抗体），使其具有高捕获效率，从而实现SARS-CoV-2的浓缩与纯化。金纳米颗粒（AuN...
BioSentinel: A Biological CubeSat for Deep Space Exploration.
BioSentinel是首个面向深空设计并开发的生物立方星，其NASA任务目标是评估深空辐射对生物系统的影响，并构建一个能够在距地球数十万千米外自主支持模型生物并采集数据的CubeSat平台。本文简要介绍BioSentinel，并通过回顾NASA早期生物立方星在科学问题、子系统和能力上的演进，展示其技术与概念渊源。文章指出，采用生物...
BioSentinel: Long-Term
深空环境的生物风险必须阐明，以支持人类在低地球轨道（LEO）之外的探索与科学发现。长期火星任务需要自主生物传感器查询深空辐射环境，这类传感器必须包含能在最低生命支持下长期存活、并可在与地球间歇通信条件下可靠工作的生物体。NASA 的 BioSentinel 纳米卫星携带酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae），是...
Expression of Yarrowia lipolytica acetyl-CoA carboxylase in Saccharomyces cerevisiae and its effect on in-vivo accumulation of Malonyl-CoA.
丙二酰辅酶A（malonyl-CoA）是由乙酰辅酶A羧化酶（ACC）催化、ATP依赖羧化乙酰辅酶A形成的高能分子，是黄酮类、多酮类和脂肪酸等生物技术产物的重要前体。酿酒酵母是常用细胞工厂，但其 malonyl-CoA 生产能力低于油菌。作者构建了携带条件性 ACC1 等位基因的酿酒酵母菌株，用于测试异源 ACC 基因的互补能力。解脂...
Oral Metal-Organic Gel Protected Whole-Cell Biosensor for in Situ Monitoring Nitrosamines in the Gastrointestinal Tract.
亚硝酸盐作为食品添加剂，已被证明可在胃肠道中被肠道菌群转化为具有遗传毒性的亚硝胺，但目前缺乏原位检测亚硝胺的合适方法。本文设计了一种基于质粒导入酿酒酵母的全细胞生物传感器（WCBs），该酵母可响应亚硝胺诱导的DNA损伤并激活pMAG1启动子介导的DNA损伤修复（DDR）通路，通过报告基因表达增强型绿色荧光蛋白（EGFP）实现信号输出...
A
体内生物传感器能够将代谢物浓度转化为可测量输出信号，是代谢工程中高通量筛选与动态通路控制的重要工具。本文报道了一种在酿酒酵母 Saccharomyces cerevisiae 中响应 p-香豆酰辅酶A（p-coumaroyl-CoA）的新型生物传感器。p-香豆酰辅酶A是多种黄酮类化合物合成的关键前体。该传感器以红假单胞菌 Rhodo...
The biosensor based on electrochemical dynamics of fermentation in yeast Saccharomyces cerevisiae.
酿酒酵母的酶活性对环境参数敏感，因此可用作微生物传感器进行水质评估、生态毒理表征和环境监测。与细菌生物发光方法相比，该方法无毒性、避免使用转基因微生物，并可实现低成本快速分析。本文重点研究基于多通道压力传感和电化学阻抗谱（EIS）的酵母发酵动力学测量，比较两种方法在精度、重现性和现场条件下的易用性。结果表明，EIS能提供更多关于代谢...
Encoding Genetic Circuits with DNA Barcodes Paves the Way for Machine Learning-Assisted Metabolite Biosensor Response Curve Profiling in Yeast.
基因编码生物传感器是代谢工程中的有价值工具，但其剂量响应曲线的精细调节仍具挑战。为此，作者利用 DNA 可追踪组装方法与 FACS-seq 技术，建立了一种大规模并行构建和全面表征数千个生物传感器的新流程。以基于 FapR-fapO 的丙二酰辅酶A生物传感器为概念验证，构建了可追踪组合文库，包含 5184 种组合：6 个转录因子剂量...
Improved Functional Expression of Cytochrome P450s in
细胞色素P450酶（P450s）是广泛存在的血红素-硫醇蛋白超家族，在代谢网络和次级代谢中起关键作用，但其在酿酒酵母中表达水平低、活性不足是研究与应用的主要瓶颈。为提高P450s在酿酒酵母中的功能表达，本研究将拟南芥cDNA文库在产生甜菜碱的酵母菌株yJS1256中过表达，并利用该菌株作为生物传感器进行高通量筛选。筛选鉴定出AtGR...
High-Throughput Screening of an Octanoic Acid Producer Strain Library Enables Detection of New Targets for Increasing Titers in
辛酸是一种具有工业价值的化合物，可用于抗菌剂或作为生物燃料前体。通过酵母进行微生物生物合成是替代当前不可持续生产方法的有前景途径。为在酿酒酵母中提高辛酸滴度，本研究使用此前开发的基于辛酸响应 pPDR12 启动子偶联 GFP 的生物传感器，并建立适合对辛酸生产菌株文库进行高通量筛选的生物传感器菌株。通过开发、优化和执行高通量筛选方法...
A fluorescence-based yeast sensor for monitoring acetic acid.
乙酸积累表明过程因微生物组成紊乱而失衡。因此，监测乙酸浓度是控制沼气过程的重要参数。本文报道并验证了一种基于酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）的荧光全细胞生物传感器，用于检测乙酸。乙酸可诱导一组基因转录。作者将这些基因的5′调控序列（5′ URS）克隆至多拷贝质粒，以驱动红色荧光报告基因表达。编码细胞壁相关...
Transportome-wide engineering of Saccharomyces cerevisiae.
合成生物学使重组微生物能够生产用于医药、食品和材料的小分子。产物分泌可降低分离纯化成本，但由于对转运蛋白功能理解有限，工程化改造具有挑战性。本文描述了一种全基因组转运体敲除方法，结合代谢物生物传感器，可在酿酒酵母中鉴定影响特定目标代谢物生产的转运体。作者将该方法应用于外源化合物顺,顺-粘康酸（CCM）、原儿茶酸（PCA）和甜菜红素的...
Engineering transcription factor-based biosensors for repressive regulation through transcriptional deactivation design in Saccharomyces cerevisiae.
随着微生物细胞工厂的发展，生物传感器被广泛用于细胞代谢调控和高通量筛选。然而，酿酒酵母中构建的多数生物传感器用于转录激活，抑制性调控研究很少，而后者对代谢动态控制同样不可或缺。本研究通过转录失活设计，开发了可响应配体实现抑制性调控的转录因子型生物传感器。以丙二酰辅酶A（malonyl-CoA）感知系统为例，作者构建了生物传感器，并通...
The in vivo detection and measurement of the unfolded protein response in recombinant cellulase producing Saccharomyces cerevisiae strains.
酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）具有乙醇生产的工业优势，并可通过异源表达纤维素酶用于木质纤维素生物质的整合生物加工（CBP）。然而，该酵母分泌的纤维素酶滴度较低，原因之一是异源蛋白诱导未折叠蛋白反应（UPR）。现有 UPR 检测方法主要基于 RNA，结果不一致且操作繁琐。本研究开发了基于载体的 UPR 生...
Development of a Biosensor for Detection of Benzoic Acid Derivatives in
4-羟基苯甲酸（pHBA）是生产粘康酸和液晶聚合物的重要工业前体，目前主要依赖石化路线。为降低对化石燃料的依赖并提高可持续性，微生物工程是替代传统化学合成的有前景策略，但菌株筛选仍是代谢工程中的瓶颈。本文在酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）中构建了一种名为 sBAD 的合成转录因子生物传感器，其由红假单胞菌...
YestroSens, a field-portable S. cerevisiae biosensor device for the detection of endocrine-disrupting chemicals: Reliability and stability.
农业、工业化和城市化使废水、地表水和饮用水中潜在有害化合物浓度升高，雌激素类固醇激素即为典型内分泌干扰物。即使仅数纳克/升，也可引起人和野生动物的急慢性健康问题。本文报道一种基于酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）的雌激素生物传感器，可在1 nM浓度下检测雌二醇（E2）和炔雌醇（EE2）。研究首先在最适实验室...
Design and Characterization of Biosensors for the Screening of Modular Assembled Naringenin Biosynthetic Library in
在重组宿主中组装和优化植物天然产物合成途径时，鉴定可获得最佳生产滴度的基因直系同源物是常见挑战。本文报道了在酿酒酵母中模块化组装柚皮素合成途径，并利用优化的柚皮素诱导型原核转录激活因子作为生物传感器进行高通量筛选。作者通过 Golden Gate 组合克隆将柚皮素合成基因与不同强度启动子组合，构建了覆盖约972种组合的酿酒酵母菌株库...
Expanding the Dynamic Range of a Transcription Factor-Based Biosensor in
代谢物生物传感器是高通量筛选和代谢通路动态调控的重要工具，其动态范围决定输出信号与背景噪声的区分能力。本研究以枯草芽孢杆菌 fapO/FapR 系统为例，在酿酒酵母中扩大基于转录因子生物传感器的最大动态范围。作者改造了五个天然启动子，包括组成型启动子和葡萄糖调控型启动子，并系统评估核心启动子中不同 fapO 结合位点位置对表达水平的...