Improved Functional Expression of Cytochrome P450s in
细胞色素P450酶（P450s）是广泛存在的血红素-硫醇蛋白超家族，在代谢网络和次级代谢中起关键作用，但其在酿酒酵母中表达水平低、活性不足是研究与应用的主要瓶颈。为提高P450s在酿酒酵母中的功能表达，本研究将拟南芥cDNA文库在产生甜菜碱的酵母菌株yJS1256中过表达，并利用该菌株作为生物传感器进行高通量筛选。筛选鉴定出AtGR...
High-Throughput Strategy for Glycine Oxidase Biosensor Development Reveals Glycine Release from Cultured Cells.
甘氨酸是临床分析中重要生物标志物，参与多种生理过程，作为神经递质参与中枢神经系统抑制性和兴奋性神经传递，因此需要低成本甘氨酸检测工具。本文报道了一种基于黄素酶甘氨酸氧化酶（GO）的10 μm铂基电化学酶生物传感器，用于局部实时测量甘氨酸。通过对GO第244位点变体库进行高通量筛选，选择具有更高甘氨酸转化能力的H244K变体构建功能传...
Improvement of a synthetic live bacterial therapeutic for phenylketonuria with biosensor-enabled enzyme engineering.
苯丙酮尿症（PKU）患者因苯丙氨酸羟化酶（PAH）缺陷导致苯丙氨酸（Phe）在体内蓄积，可引发严重神经损伤。作为口服活菌治疗策略，大肠杆菌 Nissle（EcN）工程菌株 SYNB1618 表达苯丙氨酸氨裂解酶（PAL），在胃肠道内将 Phe 脱氨转化为非毒性反式肉桂酸（TCA）。本研究通过优化全细胞 PAL 活性，构建了更强的 E...
A High-Content Screen for the Identification of Plant Extracts with Insulin Secretion-Modulating Activity.
本文报道了一种用于鉴定具有胰岛素分泌调节活性植物提取物的高通量筛选方法。作者利用稳定表达胰岛素–海肾荧光素酶融合蛋白（Ins-GLuc）的小鼠 MIN6 β 细胞，在活细胞水平定量胰岛素分泌。通过检测细胞上清中 GLuc 与底物 coelenterazine 反应产生的化学发光，评估超过 1100 种水溶性植物提取物和合成参照化合物...
Novel Cost-Efficient Graphene-Based Impedance Biosensor for the Analysis of Viral Cytopathogenicity and the Effect of Antiviral Drugs.
生物传感器在医学诊断、制药和环境技术中日益重要，可用于简便可靠地检测新药物或监测细胞生长。石墨烯等新型材料有望通过印刷工艺实现生物传感器的工业化生产。为此，需要可靠且自动化的电极结构制备与涂覆方法。本文报道了一种微孔板格式的阻抗生物传感器，采用卷对卷凹版印刷在大面积聚合物箔上制备石墨烯微结构。原理验证实验表明，该印刷石墨烯生物传感器...
Tracking cell migration by cellular force footprint recorded with a mechano-optical biosensor.
传统细胞迁移检测通常依赖活细胞延时成像以追踪迁移路径，因而需要复杂的显微与培养硬件，且数据通量较低。本文开发了一种名为“按足迹追踪细胞”（TCF）的检测方法，其核心是一种机械-光学生物传感器。该传感器在感知局部细胞黏附力时发生不可逆荧光激活，使细胞在涂覆传感器的玻璃或弹性基底上迁移时留下荧光足迹。基于静态荧光图像，无需延时成像即可提...
Establishment of a Biosensor-based High-Throughput Screening Platform for Tryptophan Overproduction.
RNA分子因可折叠成复杂结构，适合作为细胞内传感器识别环境波动并通过调控相应基因作出响应。本研究建立了一种基于生物传感器的高通量筛选平台，用于从大量候选菌株中筛选色氨酸（Trp）高产菌株。该平台由色氨酸特异性适配体/核糖开关生物传感器与荧光激活液滴分选（FADS）技术组成：当细胞内Trp浓度升高时，适配体结构变化暴露核糖体结合位点，...
Identification of a Direct-Acting Antiviral Agent Targeting RNA Helicase via a Graphene Oxide Nanobiosensor.
登革病毒（DENV）由蚊虫传播，可致登革热、登革出血热和登革休克综合征，但目前尚无获批抗病毒药物。解旋酶是DENV复制中解开双链病毒RNA的关键酶，其抑制剂可作为直接抗病毒药物。本文报道了一种基于氧化石墨烯（GO）的RNA解旋酶检测平台RheGO，利用GO对核酸碱基和荧光染料的强吸附与荧光淬灭特性，实现RNA底物特异性解旋酶活性的荧...
Using Biosensors to Study Protein-Protein Interaction in the Hippo Pathway.
Hippo信号网络依赖蛋白-蛋白相互作用（PPI）传递信号，调控器官大小、细胞增殖与分化、肿瘤发生等过程。当前研究旨在解析上游Hippo组分的复杂调控并寻找癌症治疗靶点，但亲和纯化质谱（AP-MS）等传统方法尚不足以实现这些目标。本综述介绍近期利用荧光素酶生物传感器研究Hippo通路的新方法。这些传感器可在体外使用纯化传感器蛋白，也...
High-Throughput Screening of an Octanoic Acid Producer Strain Library Enables Detection of New Targets for Increasing Titers in
辛酸是一种具有工业价值的化合物，可用于抗菌剂或作为生物燃料前体。通过酵母进行微生物生物合成是替代当前不可持续生产方法的有前景途径。为在酿酒酵母中提高辛酸滴度，本研究使用此前开发的基于辛酸响应 pPDR12 启动子偶联 GFP 的生物传感器，并建立适合对辛酸生产菌株文库进行高通量筛选的生物传感器菌株。通过开发、优化和执行高通量筛选方法...
Transcription-Factor-based Biosensor Engineering for Applications in Synthetic Biology.
转录因子型生物传感器（TFB）常用于代谢物检测、适应性进化与代谢通量调控。然而，面向合成生物学应用设计高性能 TFB 仍具挑战。天然 TFB 常因响应时间慢、动态范围、检测范围、灵敏度和选择性不匹配，难以满足实时检测需求；此外，复杂动态调控网络的设计与优化耗时费力。本综述重点介绍 TFB 在代谢物定量、高通量筛选、适应性进化和动态代...
A graphene oxide-based fluorescent nanosensor to identify antiviral agents via a drug repurposing screen.
目前尚无获批的登革病毒（DENV）治疗药物，而理解 DENV 在宿主细胞中的感染与复制过程对开发特异性抗病毒疗法至关重要。本研究开发了一种基于氧化石墨烯的荧光纳米传感系统 GOViRA，用于在活细胞中敏感、定量、实时监测胞内病毒 RNA 水平。该系统由荧光染料标记的肽核酸（PNA）探针和葡聚糖包覆还原氧化石墨烯纳米胶体（DRGON）...
Cell-based high-throughput screening of polysaccharide biosynthesis hosts.
高价值多糖通常由野生型或代谢工程微生物宿主通过发酵生产。这些宿主作为细胞工厂，将单糖或淀粉等碳水化合物转化为具有生物活性的多糖。因此，开发有效的体内高通量方法筛选能够高水平合成目标多糖的细胞具有重要意义。单色或双色荧光标记、荧光猝灭以及生物传感器等策略可用于细胞库分选，适用于工业工程菌株驯化和工程细胞中多糖合成代谢通路的优化。同时，...
Integrating continuous hypermutation with high-throughput screening for optimization of cis,cis-muconic acid production in yeast.
定向进化是优化蛋白质和代谢反应的有效方法，但通常需要在突变、筛选和扩增之间反复迭代，劳动密集且受初始序列空间与筛选通量限制。本文建立了一种整合连续超突变与高通量筛选的定向进化工作流，用于代谢途径酶优化。该工作流利用正交复制系统OrthoRep在酿酒酵母中持续生成目标酶变体，并采用基于转录因子的生物传感器对最佳性能变体进行高通量分选。...
Transcription Factor-Based Biosensor for Dynamic Control in Yeast for Natural Product Synthesis.
在酵母中合成天然产物已借助密集的代谢工程努力取得显著进展。特别是用于基因回路动态控制的转录因子（TF）生物传感器，可促进天然产物合成中的菌株评价、高通量筛选（HTS）和适应性实验室进化（ALE）。本综述总结了针对天然产物合成核心中间体的若干 TF 生物传感器的最新进展，这些中间体涉及三条重要途径，即脂肪酸合成途径、莽草酸途径以及甲基...
A Cellular Assay for the Identification and Characterization of Connexin Gap Junction Modulators.
连接蛋白间隙连接（Cx GJs）允许小分子和离子在细胞间传递，对细胞通讯至关重要；其功能障碍与多种疾病相关，因此能调节间隙连接的小分子可能成为治疗药物。为筛选间隙连接调节剂，本研究建立了一种新型细胞检测法。作者以重组表达 Cx43 的 HeLa 细胞为基础，构建供体细胞和生物传感器细胞：供体细胞额外表达 Gs 蛋白偶联腺苷 A2A ...
A general method for quantifying ligand binding to unmodified receptors using Gaussia luciferase.
可靠测量配体与细胞表面受体的结合对生物学和药理学研究具有重要意义。现有共振能量转移方法虽灵敏，但通常需要对受体进行标签化，可能改变配体结合特性。为此，作者开发了一种无标签活细胞检测系统，以海萤荧光素酶（Gaussia luciferase, GLuc）作为生物发光共振能量转移（BRET）供体。GLuc 与常用 NanoLuc 分子量...
Transcription factor-based biosensors: a molecular-guided approach for natural product engineering.
天然产物及其衍生物具有丰富化学与生物多样性，但传统工程化改造其生物合成通路以提高产量和获取非天然衍生物，需要精确理解酶促过程。基于变构转录因子（allosteric transcription factor, aTF）的高通量筛选平台可克服筛选瓶颈，用于在大量通路/菌株变异体中搜索。本文描述工程化变构转录因子生物传感器的开发与应用，...
A Pichia biosensor for high-throughput analyses of compounds that can influence mosquito behavior.
蚊子依靠嗅觉定位宿主并吸血，驱避剂通过干扰气味识别的生化级联发挥作用，是控制蚊媒疾病传播的高效、低成本手段。然而，传统驱避剂发现依赖嗅觉仪等行为学实验，速度慢、通量低且易出错。为此，作者构建了一种原型全细胞生物传感器，用于快速、准确检测可改变蚊子行为的化合物，尤其是驱避剂。作为概念验证，他们通过遗传工程使毕赤酵母 Pichia pa...
l-arginine production in
L-精氨酸是一种重要的半必需氨基酸，广泛应用于食品和医药领域。目前，L-精氨酸生产主要依赖以可再生碳源为底物、成本低廉、绿色可持续的微生物发酵。为提高发酵产量，研究者采用多种代谢工程策略，为降低 L-精氨酸生产成本提供了有效途径。本综述总结了优化 L-精氨酸生产菌株的分子生物学策略最新进展，包括操纵主要代谢途径、调控碳代谢途径、改善...