短链和中等链脂肪酸（SMCFA）是重要平台化学品，目前多由不可持续资源生产。工程微生物细胞生产 SMCFA 缺乏高通量筛选最佳生产细胞的方法。本文报道了一种用于快速简便检测 SMCFA 的全细胞生物传感器。该传感器基于含 SMCFA 响应 PDR12 启动子并耦合 GFP 报告基因的多拷贝酵母质粒。传感器对己酸、庚酸和辛酸的线性检测...
工业废水中酚的存在对石化、能源等行业具有重要环境意义。由于酚毒性高，污染企业需持续监测废水中酚浓度以满足环境法规并降低环境影响。本文提出一种用于原位测量水中稀释酚浓度的实验性分析方法，可应用于油气生产废水监测。该方法基于氧化还原酶对酚化合物的选择性，比较了有机组织和微生物作为氧化还原酶天然替代来源的性能差异，并将其作为生物传感器识别...
生物传感器是合成生物学和代谢工程应用中的重要组成部分。本文报道了基于失稳二聚体配体结合域的第二代酿酒酵母地高辛和孕酮生物传感器，其通过配体诱导稳定发挥作用。该生物传感器由一个配体结合域单体融合 DNA 结合域、另一个融合转录激活域组成，在配体结合和受体二聚化后激活报告基因表达。在二聚界面引入失稳突变使生物传感器动态范围提高一个数量级...
近年来，重组细胞中 D-葡萄糖酸（GA）生产取得进展，亟需高通量筛选和选择性能更优的重组细胞或生物催化剂。2016 年已开发一种在大肠杆菌中将 GA 浓度转化为荧光信号的生物传感器系统，但其应用报道较少。本文建立了一种不依赖微流控平台等专用装置的有效高通量筛选方法，并进行初步应用。在该一锅双菌株体系中，含有 GA 合成途径的产酸菌或...
近年来，基于遗传改造报告细胞的传感器被用于连续在线水质监测。本文报道了一种新型流通式微流控装置的设计、组装与性能，该装置固定了经遗传改造的酿酒酵母细胞；当受到双氯芬酸刺激时，酵母表达荧光蛋白，其荧光强度由荧光显微镜检测。尽管已有多种固定细胞检测不同分析物的装置，但本系统的创新在于能够安全封闭传感器细胞，从而获得不因细胞流失而失真的荧...
血红素是必需辅因子和信号分子，也可能具有细胞毒性。为限制游离血红素，细胞通常将血红素合成与利用紧密偶联，但稳态可交换血红素（labile heme, LH）池是否支持血红素依赖过程仍不清楚。作者以酿酒酵母为模型，结合荧光血红素传感器、位点特异性血红素螯合剂和分子遗传学方法，发现：（1）在血红素耗竭条件下，酵母优先利用LH；（2）螯合...
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...
本研究建立了一种基于甜菜碱素（betaxanthin）合成的全细胞生物传感器筛选方法，用于高通量筛选酿酒酵母 L-酪氨酸（L-tyrosine）高产突变株。将编码酪氨酸羟化酶（TH）和 DOPA 双加氧酶（DDC）的基因导入酿酒酵母 BY4741，构建传感器菌株 NK-WT1。当培养基中存在 L-酪氨酸时，TH 和 DDC 催化其转...
微生物在工业化学品和药物生产中具有巨大潜力，但从大型基因库中快速鉴定高产菌株仍是细胞工厂开发的主要瓶颈。本研究在酿酒酵母中构建并应用了一种正交、pH 可调的合成选择系统：将原核 LysR 型转录调控因子 BenM 与抗生素抗性基因 kanMX 偶联，使胞内/胞外粘康酸（cis,cis-muconic acid, CCM）浓度决定细胞...
丙二酰辅酶A（malonyl-CoA）是多种生物化学物与生物燃料合成的关键前体，在酿酒酵母中由乙酰辅酶A羧化酶Acc1p催化生成，并受Snf1蛋白激酶磷酸化负调控，导致胞内水平较低，限制下游产物合成。本研究设计了一种合成malonyl-CoA荧光生物传感器，以细菌转录因子FapR、fapO操纵子和yeGFP报告基因为核心，通过TEF...
在细胞工厂开发中，筛选步骤常依赖低通量分析方法，落后于多样性构建方法，使最优细胞工厂设计的鉴定与选择耗时且昂贵，制约制造过程。在酿酒酵母中，将原核生物别构调控转录因子作为代谢物生物传感器，是缓解该筛选瓶颈的有效策略。本文提供在酿酒酵母中筛选并整合原核转录激活因子作为代谢物生物传感器的方案。以 LysR 型转录调控因子（LTTR）家族...