组织芯片技术可在人源细胞上直接筛选化合物，对细胞功能研究和药物开发日益重要。内皮细胞构成血管内壁，参与多种生理过程，并最先接触多数药物，但目前仍缺乏无标记、实时、高通量监测内皮功能的技术。为此，作者开发了基于光学生物传感器的内皮无标记生物芯片（EnLaB）检测系统，利用共振波导光栅（RWG）技术监测细胞表面附近折射率变化，实现活细胞...
仅凭三维结构难以完全揭示蛋白质的固有功能属性，系统分析突变蛋白变体可提供关键信息。深度突变扫描可在单次实验中同时分析数百万种蛋白变体的功能，但必须将突变基因型与可选择的表型相耦合。本章概述如何在酿酒酵母中构建人工遗传回路，以维持基因型—表型联系，从而实现该策略的通用应用。文中描述了在酵母中设计遗传选择、构建突变蛋白库以及分析测序数据...
荧光寿命成像显微镜（FLIM）是测量两个荧光蛋白间 Förster 共振能量转移（FRET）的稳健工具，尤其适用于遗传编码 FRET 生物传感器，可高时空分辨率监测激酶活性等生物过程。为面向高通量筛选，作者构建了基于时间门控的 fastFLIM 显微镜，其成像与荧光寿命量化速度高于时间相关单光子计数（TCSPC），并进一步开发 96...
随着自动化设备和快速检测方法的发展，多种高通量筛选（HTS）策略已被建立，用于提升工业微生物的性能。本文讨论了提高HTS效率的关键因素，包括构建高多样性筛选库，以及采用新型检测方法扩大搜索范围并突出目标化合物。文章还总结了HTS在增强工业微生物性能中的应用，并围绕合成生物学、纳米技术和人工智能的快速发展，讨论了工业生物技术中HTS面...
肿瘤坏死因子受体1（TNFR1）是调控炎症通路的关键跨膜受体。抑制TNFR1可用于类风湿关节炎等自身免疫病，而增强其激活对HIV、神经退行性疾病等需要免疫信号增强的疾病具有重要意义。本研究利用已建立的TNFR1荧光共振能量转移（FRET）生物传感器，并结合荧光寿命检测技术，构建高通量筛选平台，从LOPAC化合物库中鉴定出一种新型小分...
醇脱氢酶（ADHs）可用于还原性生物转化生产手性醇。本研究基于 NADPH 生物传感器 pSenSox 和荧光激活细胞分选（FACS），对乳酸乳杆菌来源的 NADPH 依赖型醇脱氢酶 LbADH 进行高通量筛选，寻找将 2,5-己二酮还原为 (2R,5R)-己二醇活性更高的变体。通过易错 PCR 构建约 1.4×10^6 个克隆的随...
蛋白偶联受体（GPCR）是最大的细胞表面蛋白家族，其中至少 100 个孤儿 GPCR 的内源配体仍未知，可能成为多种疾病的治疗靶点。组成型活性孤儿 GPCR 可在无配体条件下激活，反向激动剂可抑制其组成型活性，但反向激动剂筛选通常比拮抗剂筛选更难，主要受限于较窄的检测窗口。本研究开发了一种适用于高通量筛选（HTS）的 GPR3 反向...
氨基酸发酵是工业生物技术的重要支柱，全球氨基酸市场持续扩大并不断多元化。代谢工程已不再仅聚焦于百万吨级大宗氨基酸 L-谷氨酸和 L-赖氨酸的菌株开发，而是转向特种氨基酸的生产。为满足这一需求，研究者开发并应用了包括 CRISPR 基因编辑/干扰、遗传编码生物传感器以及灵活底物利用、共生产和共培养在内的新工具与工艺。本文以特种蛋白源氨...