乙酰辅酶A是细胞重要中间代谢物，也是多种工业代谢物的前体。甲基杆菌 Methylobacterium extorquens AM1 能以甲醇为唯一碳源，具有丰富辅酶A代谢流，但乙酰辅酶A位于丝氨酸循环、三羧酸循环和乙基丙二酰辅酶A循环等中心代谢路径交汇处，难以高效积累。本文提出传感器辅助转录调控因子工程（SATRE）策略，在引入甲羟...
本研究建立了一种稳健的高通量筛选（HTS）策略，用于发现靶向肌浆/内质网钙ATP酶（SERCA）的小分子效应物。该策略基于荧光微孔板读取器，可同时高精度、高速记录纳秒荧光衰减波形（寿命模式）与完整发射光谱（光谱模式）。作者利用光谱解混微孔板读取器（SUPR），在活细胞中表达荧光共振能量转移（FRET）生物传感器，筛选小分子化合物库。...
我们开发了一种可在真实高通量筛选（HTS）条件下逐孔记录完整高质量荧光发射光谱的微孔板读数仪，整板384孔读取时间少于3分钟。该仪器特别适合基于荧光共振能量转移（FRET）的活细胞检测。在HEK293细胞中稳定表达并研究了两色SERCA（2CS）分子内FRET生物传感器，其绿色荧光蛋白（GFP）供体与红色荧光蛋白（RFP）受体位于对...
在哺乳动物细胞中，第二信使2',3'-环鸟苷酸-腺苷酸（2',3'-cGAMP）由胞质DNA感受器cGAS产生，随后结合STING并触发干扰素反应，因此cGAS-cGAMP-STING通路在病原识别、癌症和自身免疫疾病中具有重要作用。然而，该通路缺乏适合高通量分析的直接检测工具。作者基于GEMM-II核糖开关支架，通过结构指导的理性...
线粒体毒性正成为严重健康后果的重要机制。本研究利用已报道的氧生物传感器高通量平台，对176种环境化学物质进行线粒体毒性筛选。在RGC-5大鼠视网膜神经节细胞中，通过384孔氧传感器板监测荧光变化，评估化合物对线粒体氧消耗的影响。结果确认已知线粒体毒素（如鱼藤酮）的作用，并发现新的线粒体解偶联剂，如2,2'-亚甲基双(4-氯酚)和五氯...
全细胞生物催化剂是可持续生产大宗和精细化学品的重要途径，但筛选最优细胞设计通常通量低。本文在酿酒酵母中系统构建基于原核 LysR 型转录调控因子（LTTR）的小分子结合型转录激活因子生物传感器。作者通过多参数工程策略，优化操纵子位置、启动子长度和 LTTR 表达水平，获得低本底、高诱导的 209bp_CYC1p_BenO_T1 报告...
内质网（ER）参与钙离子信号与蛋白质折叠。ER 钙库耗竭和未折叠蛋白积累会激活分子伴侣 GRP78，进而触发内质网应激反应（ERSR）以恢复稳态；若应激无法代偿则诱导凋亡。恶性细胞较正常细胞更易发生 ERSR 介导凋亡，因此 ERSR 被视为潜在抗肿瘤靶点。基于此，作者开发了以 GRP78 为生物传感器的细胞检测法，用于在胶质瘤细胞...
毒理学正经历由高通量（HT）方法驱动的深刻变革，这些方法可快速考察大量化学结构空间的生物活性与危害潜力。其可行性主要源于从高成本、低通量的哺乳动物模型转向更快、更廉价的替代系统。作者认为这是更优策略，因为由此产生的大规模数据为基于预测性构效关系的毒理学奠定基础；同时，快速揭示与结构相关的生物活性有助于决定将资源投入机制研究还是商业开...
本研究提出一种利用 L-赖氨酸诱导型启动子进化大肠杆菌赖氨酸工业菌株的新方法。以该启动子控制的增强绿色荧光蛋白（EGFP）胞内表达水平为表型，从由 L-赖氨酸高产大肠杆菌菌株经诱变获得的 10^7 突变库中，通过流式细胞分选（FACS）初步筛选出 186 株。随后依据赖氨酸浓度、赖氨酸产率以及 96 深孔板中单位细胞产率等多参数对 ...
血吸虫病影响全球约2亿人，现有治疗依赖吡喹酮，但机制不清、对幼虫无效且治愈率有限，亟需新一代抗蠕虫药。本研究建立了一种适用于高通量筛选的微型化检测平台，用于药理学表征曼氏血吸虫血清素G蛋白偶联受体（Sm.5HTR）。该体系采用基于重排荧光素酶的cAMP生物发光生物传感器（GloSensor），可在完整细胞中实时监测GPCR激活引起的...
小分子微阵列（SMM）是药物发现中从大量小分子化合物中鉴定先导化合物的有效平台，而分子化合物的高效固定化是该平台成功的前提。本文在异氰酸酯功能化表面上，系统研究了小分子固定化效率对其化学残基、异氰酸酯功能化表面末端残基、间隔分子长度以及打印后处理条件的依赖关系，并确定了一组优化条件。该条件可显著提高小分子固定化效率，尤其适用于已知与...
生物合成途径可将廉价可再生资源转化为药物、塑料等高价值代谢产物，但途径设计受生物学复杂性限制。遗传变体的快速构建已能产生数十亿个具有不同代谢设计的细胞，然而评价这些设计优劣的测量能力仍落后数个数量级。近期研究利用遗传编码生物传感器使细胞报告自身化学生产水平，围绕生物传感器的创建与应用正在形成新的工程学科。生物传感器将胞内代谢物浓度转...
基于蛋白的荧光生物传感器可用于研究健康与疾病中的细胞信号转导，但在自动化实验室中的应用受到限制。作者开发了两种可在标准荧光酶标仪上稳定运行的活细胞检测体系，分别用于检测二酰甘油（DAG）和环磷酸腺苷（cAMP）。DAG 传感器采用 mNeonGreen 荧光蛋白与 DAG 结合域融合，经杆状病毒转导进入 HEK293T 细胞，在 G...
本文报道一种多用途技术平台μSCALE（微毛细管单细胞分析与激光提取），可对酵母或细菌表达的数百万蛋白变体进行大规模并行、定量生化与生物物理测量。该平台将单细胞空间分隔于微毛细管阵列中，支持重复成像、细胞生长和蛋白表达。作者利用多种荧光检测，包括结合亲和力测量和动态酶学检测，对细胞及其蛋白产物进行高通量分析。精确的激光提取方法可从微...
动态蛋白-蛋白相互作用（PPIs）是细胞信号转导和药物靶点调控的核心事件。本文综述了基于蛋白片段互补的遗传编码分裂蛋白生物传感器（split biosensor assays, SBAs；protein fragment complementation assays, PCAs）在分子药理学细胞检测中的应用。该类方法将失活的报告蛋白...
生物体在进化过程中形成了多种用于胞内外检测小分子、离子或物理参数的传感系统。近期研究表明，这些原理可被用于构建合成调控回路，以服务于代谢工程策略。在这一背景下，转录因子（TF）在微生物转录水平调控生理过程，因而在生物传感器设计中发挥核心作用：它们可被整合到合成回路中，根据小分子产物或代谢物的积累状态调控基因表达。本文综述了基于转录因...
由于通路工程方法通常缺乏高通量筛选工具，我们开发了一种名为中间物传感器辅助推拉策略（InterSPPS）的新策略，通过引入靶向关键通路中间物的生物传感器实现通路顺序优化。作为概念验证，我们构建了 L-色氨酸（L-Trp）生物传感器，并用于优化脱氧紫罗兰素（deoxyviolacein）生物合成通路；该通路被分为两个模块，L-Trp ...
实时无标记抗体筛选系统因抗体发现平台产生大量纯化抗体和上清样品而日益重要，但生物传感器类型会显著影响动力学和表位分箱结果。本研究评估了ForteBio人源特异性Protein A（ProA）、抗人IgG定量（AHQ）、抗人Fc捕获（AHC）以及定制生物素化抗人Fc捕获（b-AHFc）传感器在纯化IgG和IgG上清中的装载能力、再生性...
离子通道在神经与肌肉兴奋性、激素分泌、骨重塑、免疫应答和细胞增殖等生理过程中发挥关键作用，靶向离子通道的药物是新型治疗剂的重要方向。本文报道了一种实时监测通道蛋白在药理学刺激下发生构象变化的方法。该方法通过监测生物发光共振能量转移（BRET）的变化来追踪通道蛋白的结构重排。为验证原理，作者以 Kir3 神经元通道为模型，构建了 10...
聚焦黏附激酶（FAK）是转移性癌症的潜在治疗靶点。本文报道了一种用于 FAK 的直接荧光活性探针的设计、合成与优化，并将其应用于 FAK 抑制剂筛选。作者发现，磷酸化敏感磺酰胺氧喹啉荧光团（Sox）在肽链中的位置会显著影响 FAK 肽探针性能。优化后的 FAKtide-S2 探针在实时荧光活性检测中重现性高（Z′=0.91），可检测...