Engineering Saccharomyces cerevisiae for medical applications.
过去数十年，合成生物学的发展为低成本、快速且环境友好的医学应用开辟了新路径。酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）经遗传工程改造后，已从食品工业中的传统工具转变为治疗和预防医学的重要载体。本综述系统梳理工程化酿酒酵母在医学领域的主要应用，重点讨论其作为药物与疫苗生产细胞工厂、用于诊断和生物模拟检测的生物传感器，...
Quantifying microbial robustness in dynamic environments using microfluidic single-cell cultivation.
微生物必须响应环境变化，分析其在动态扰动下功能（如比生长速率或产物得率）的稳健性对实验室和工业均很重要。近期已开发可在 96 孔板中跨条件、时间窗和群体评估多种功能稳健性的定量方法，但微孔板中环境变化缓慢且不确定。动态微流控单细胞培养（dMSCC）可精确维持和操控微环境，并通过活细胞成像追踪单细胞。本研究将 dMSCC 与稳健性定量...
Impact of xylose epimerase on sugar assimilation and sensing in recombinant Saccharomyces cerevisiae carrying different xylose-utilization pathways.
背景：提高酿酒酵母木糖消耗的策略包括引入高效木糖同化酶、改善转运或改变糖信号，但不同菌株背景使结果难以迁移，木糖差向异构酶的作用未充分探索。结果：本研究在携带不同木糖途径的酿酒酵母中表达木糖差向异构酶，并比较三种木糖异构酶（XI）。Lachnoclostridium phytofermentans 的 ClosXI 表现最佳。加入差...
Efficient Production of Glucaric Acid by Engineered Saccharomyces cerevisiae.
葡萄糖酸是可用于洗涤剂、聚合物、医药和食品工业的高价值二羧酸。本研究将葡萄糖酸生物合成途径中的两个关键酶——拟南芥肌醇加氧酶 MIOX4 和丁香假单胞菌醛糖酸脱氢酶 Udh——用不同肽连接子融合并在酿酒酵母中表达。结果显示，以 (EA3K)3 连接子连接的 MIOX4-Udh 融合蛋白产生最高葡萄糖酸产量，比游离酶高 5.7 倍。随...
Natural promoters and promoter engineering strategies for metabolic regulation in Saccharomyces cerevisiae.
酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）是重要的外源基因表达系统和高价值代谢物细胞工厂宿主，具有遗传背景清晰、操作简便、安全无毒、外源基因表达水平高等优势。启动子是基因转录的基本元件，可控制转录的开启方向与强度，对基因表达调控和代谢途径优化具有关键作用。不同强度与性能的启动子会显著影响目标基因表达效果，并最终决定...
Exploring Selective Pressure Trade-Offs for Synthetic Addiction to Extend Metabolite Productive Lifetimes in Yeast.
工程微生物常因代谢负担和应激导致适应性下降，使生物反应器中高产生产株被非生产突变体取代，缩短生产寿命。合成成瘾通过将微生物生长与产物生成人工偶联，可延长生产寿命，但成功案例有限。本文在酿酒酵母中设计并研究条件性合成成瘾回路，利用 GlcN6P 响应型 glmS 核酶控制自杀基因 FCY1 表达，并通过培养基中氟胞嘧啶（FC）浓度调节...
Improved production of human hemoglobin in yeast by engineering hemoglobin degradation.
随着输血需求增加，从可持续来源生产人血红蛋白（Hb）受到关注。微生物生产可提供廉价、安全且可靠的来源。为进一步提高酿酒酵母 Saccharomyces cerevisiae 中人血红蛋白产量，作者通过多种策略降低 Hb 及其辅基血红素的降解：删除编码血红素加氧酶的 HMX1、编码液泡蛋白酶受体的 VPS10、编码液泡蛋白酶 A 的 ...
Exploring G protein-coupled receptors and yeast surface display strategies for viral detection in baker's yeast: SARS-CoV-2 as a case study.
病毒感染给医疗体系和全球经济带来沉重负担，准确诊断是有效治疗与控制的关键。生物传感器已作为可及且准确的检测手段用于多种重要病毒，但多数基于无细胞物理或化学相互作用；活体微生物在病毒检测中潜力尚未充分开发。基于细胞的生物传感器因通用性和经济性受到重视，然而酵母平台用于病毒诊断仍局限于间接抗体识别。本文提出一种在酿酒酵母中检测病毒的新策...
Biosensors design in yeast and applications in metabolic engineering.
微生物细胞工厂可持续生产化学品、燃料和药物，但高通量检测产物合成仍费时费力，因为产物合成常无明确表型，传统分析难以快速评价菌株。遗传编码生物传感器可感知代谢物并将检测与执行器偶联，实现单细胞水平快速检测小分子，是高通量分析的有前景工具。本文综述酿酒酵母中生物传感器设计与工程化进展及其在代谢工程中的应用，介绍转录因子型、RNA型和酶耦...
Tuning Vector Stability and Integration Frequency Elevates Functional GPCR Production and Homogeneity in Saccharomyces cerevisiae.
膜蛋白在生物技术中具有重要价值，但高产量功能性膜蛋白的制备困难限制了其在合成生物学中的应用。例如，G蛋白偶联受体（GPCR）用于全细胞生物传感器时，受限于其在所选宿主细胞表面功能性表达，可检测分子范围有限。本文提出一种简便方法，仅通过改变表达载体即可显著提高酿酒酵母中功能性膜蛋白的产量与均一性。以人腺苷A2a受体为模型，使用常用着丝...
Lighting up yeast cell factories by transcription factor-based biosensors.
过去二十年，通过重构细胞代谢以可持续生产化学品、燃料和药物的微生物细胞工厂工程能力快速发展，微生物基因组编辑的速度与精度不断提高，使更复杂的细胞工厂设计得以实现和验证。然而，与细胞工厂构建方法相比，用于高通量测试新工程细胞工厂性能的方法明显滞后，制约了整体生物制造流程。为此，需要开发能够在多重条件下筛选和选择最优细胞工厂设计的新技术...