克隆细胞群体内的异质性是生物过程工程的关键瓶颈，尤其会降低生物生产产量。由于单细胞水平代谢物定量存在技术困难，现有研究难以系统刻画细胞代谢状态。本文提出一种基于单细胞生物传感器分析的模块化框架，利用遗传编码荧光生物传感器对酿酒酵母胞内代谢状态进行稳健表征，并用于检测与分离环境扰动及微生物细胞工厂中的同基因型异质性。作者发现急性与渐进...
铜污染对土壤和人体健康构成风险，亟需可靠监测方法。本研究以EmStat Pico模块为恒电位仪，开发了一种用于铜检测的便携式电化学生物传感器，将酿酒酵母细胞固定于聚多巴胺（PDA）修饰的丝网印刷电极（SPE）上。通过采用水平组装并减少电解液体积，与传统垂直浸没方式相比，电流密度提高约10倍，铜检测范围扩展至0–300 µM CuSO...
酿酒酵母中心碳代谢受到严格调控，且与所利用碳源紧密耦合，这给提高不同代谢通路通量的工程改造带来挑战。本研究提出一种模块化解除调控策略，以提高木糖经中心碳代谢的转化速率。作者采用多策略组合，包括启动子工程、转录因子操纵、生物传感器构建、异源酶引入和突变酶表达，在遗传和酶学水平对中心碳代谢的不同模块进行改造。研究首先构建并优化将乙酰辅酶...
化石燃料消耗加剧资源枯竭与环境污染，异戊醇、异丁醇等支链高级醇因性质接近汽油而成为下一代生物燃料候选。微生物发酵可提供绿色、可持续、可再生的替代路线，但异戊醇发酵产率尚未达到工业规模。本研究利用可诱导碱基编辑工具 Helicase-AID 构建基因组尺度连续扰动库，并结合异戊醇生物传感器进行高通量筛选，获得五个高产突变体。突变体均表...
以弱电化学活性微生物功能化的电极为生物修复过程中优先污染物检测提供了替代化学传感器的可行方案。基于生物膜的生物传感器曾被提出用于该目的，但生物膜形成与成熟需要24–48 h，且电极表面微结构和覆盖度难以控制，导致信号和灵敏度重现性差。作为替代，可采用半导体生物相容性涂层固定活细胞，实现可重复覆盖并产生稳定生物传感器响应。本研究采用聚...
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，...