Genetically encoded biosensors for the circular plastics bioeconomy.
当前塑料生产和消费路线因对气候变化和污染的影响而不可持续，需要对整个价值链进行改革。生物技术可通过可再生原料生产塑料单体，并促进塑料生命周期结束后的回收或升级利用。生物序列与设计空间复杂，需要高通量分析方法以支持合成生物学“设计—构建—测试—学习”（DBTL）迭代优化。此外，遗传调控工具可协调生物技术需求与所选生产宿主的生理限制。遗...
Application of Fluorescence- and Bioluminescence-Based Biosensors in Cancer Drug Discovery.
药物发现领域的进展使生物传感器成为不可或缺的工具，其精确性、灵敏度和实时监测能力尤为突出。本综述首先概述癌症药物发现，强调生物传感器在推进癌症研究中的关键作用，随后重点讨论用于癌症药物发现的荧光与生物发光技术，包括FRET、TR-FRET、BRET、NanoBRET和NanoBiT。这些传感器推动了多项突破，例如通过NanoBiT筛...
Coupling cellular drug-target engagement to downstream pharmacology with CeTEAM.
细胞靶点结合技术可量化胞内药物结合，但同步评估药物相关表型仍具挑战。本文提出“突变积累介导的细胞靶点结合”（CeTEAM）平台，利用条件稳定药物生物传感器同时评估药物-靶点相互作用与表型响应。作者发现已知药物靶点的报道突变中普遍存在药物响应性蛋白型，且适配突变遵循结构与生物物理逻辑，可在蛋白内部及同源蛋白间扩展生物传感器库。随后将方...
Development and Optimization of a Redox Enzyme-Based Fluorescence Biosensor for the Identification of MsrB1 Inhibitors.
MsrB1 是硫依赖酶，可还原蛋白甲硫氨酸-R-亚砜并调节巨噬细胞炎症反应，是潜在炎症治疗靶点。为鉴定 MsrB1 抑制剂，作者构建了由 MsrB1、环状置换荧光蛋白和硫氧还蛋白1 组成的单链氧化还原蛋白荧光生物传感器 RIYsense。该传感器通过比率荧光增强高效测量蛋白甲硫氨酸亚砜还原，并用于 6868 个化合物的高通量筛选。1...
Integrated Real-Time CMOS Luminescence Sensing and Impedance Spectroscopy in Droplet Microfluidics.
高通量生物传感器筛选与优化对健康和环境监测中的快速准确检测至关重要。传统生物传感器设计与优化依赖手工移液、大体积样品和长时间孵育，通量低且难以满足大规模文库筛选需求。本文提出一种模块化液滴微流控系统，将定制 CMOS 集成电路嵌入微流控芯片，用于阻抗谱和生物发光检测。芯片采用 65 nm 工艺制造，可实现对纳升级液滴的高效检测与分析...
High Throughput Screening of Transcription Factor LysG for Constructing a Better Lysine Biosensor.
基于转录因子（TF）的生物传感器被广泛用于高通量筛选代谢物高产菌株，但现有传感器检测范围和动态范围较窄，限制了实际应用。本研究以感应赖氨酸的转录因子 LysG 为例，在大肠杆菌中构建赖氨酸全细胞生物传感器，并建立基于生长耦合的 LysG 随机突变库筛选方法。该传感器以谷氨酸棒杆菌来源的 LysG 为识别元件，以 PlysE 启动子驱...
A versatile microbial platform as a tunable whole-cell chemical sensor.
生物传感器用于工业微生物中检测并量化化学品，但多数依赖工程化转录因子识别特定分子，通用性受限。本研究通过工程化非致病土壤菌 Pseudomonas putida，构建可调节的全细胞化学传感器平台。该平台将荧光报告基因与中心代谢中的合成营养缺陷型整合，使目标分析物在生长偶联体系中补充代谢缺陷并驱动菌体生长，从而以生物量和 msfGFP...
A multiplexed high throughput screening assay using flow cytometry identifies glycolytic molecular probes in bloodstream form Trypanosoma brucei.
锥虫目寄生虫（包括布氏锥虫）在热带和亚热带地区造成重大健康负担，但其代谢机制仍不清楚。为发现抑制锥虫目酶类的化学探针，作者建立了一种基于流式细胞术的高通量多重筛选方法，可在活体布氏锥虫血淋巴型中同时测量多种与糖酵解相关的代谢物。作者将分别检测葡萄糖、ATP 或糖体 pH 的荧光生物传感器转入寄生虫：葡萄糖和 ATP 传感器为 FRE...
High-throughput detection of potential bacteriocin producers in a large strain library using live fluorescent biosensors.
抗生素耐药性上升促使寻找细菌素等新型抗菌肽。细菌素广泛用于食品防腐，也可作为动物饲料和部分临床场景的抗生素替代物。高通量筛选有助于发现新型抗菌剂。作者基于此前报道的活体生物传感器细菌，利用比率型 pH 依赖荧光蛋白 pHluorin2（pHin2）检测破坏膜完整性的抗菌化合物，并建立整合管线以高通量鉴定细菌素产生菌及其生物合成基因簇...
Optimizing enzyme properties to enhance dihydroxyacetone production via methylglyoxal biosensor development.
二羟基丙酮（DHA）是化妆品工业重要原料，可由大肠杆菌糖酵解中间物二羟基丙酮磷酸（DHAP）经二羟基丙酮磷酸去磷酸化酶（HdpA）去磷酸化生成。为高效筛选 HdpA 高活性突变体，本研究基于甲醛响应转录调控蛋白 FrmR 构建了甲基乙二醛（MG）生物传感器。将 FrmR 结合位点插入组成型启动子 J23100 的 -35 上游及 -...
A hybrid RNA-protein biosensor for high-throughput screening of adenosylcobalamin biosynthesis.
遗传编码回路已成功用于从大型突变库中评估和表征具有理想性状的靶标变体。腺苷钴胺素（AdoCbl）是多种胞内生理反应必需的辅酶，广泛应用于医药和食品工业。能够检测 AdoCbl 产量并筛选优良合成菌株的高通量筛选技术，对构建工业化微生物细胞工厂至关重要。本研究开发了一种 RNA–蛋白混合生物传感器：输入部分为内源 RNA 核糖开关，特...
Real-Time cAMP Dynamics in Live Cells Using the Fluorescent cAMP Difference Detector In Situ.
cAMP 差异检测器原位（cADDis）是一种新型生物传感器，可连续测量活细胞中环磷酸腺苷（cAMP）水平。该传感器由环状置换荧光蛋白连接至 Epac2 铰链区构建，形成单一荧光团生物传感器，结合 cAMP 后荧光可升高或降低。传感器具有红色和绿色向上版本以及绿色向下版本，并可提供靶向不同亚细胞定位的版本。本研究采用绿色向下 cAD...
Biosensor-assisted CRISPRi high-throughput screening to identify genetic targets in
乳酸是合成聚乳酸（PLA）的重要单体，也是替代石化塑料的关键原料。为获得高滴度、高速率和高产率的乳酸生产菌株，需要高效乳酸合成途径及影响乳酸生产与耐受性的遗传靶点。本研究首先将基于 LldR 的 D-乳酸生物传感器应用于 Zymomonas mobilis，通过筛选强 GFP 荧光突变株，获得 D-乳酸产量可能增加的菌株。随后，将该...
Ultrahigh-throughput screening-assisted in vivo directed evolution for enzyme engineering.
经典定向进化是改造生物分子功能的有效策略，但传统方法依赖多步分子生物学操作和反复筛选，耗时费力且通量有限。本研究建立了一种具有温度响应诱导可调性的超高通量体内连续定向进化系统。该系统基于工程化热响应阻遏蛋白 cI857 调控错误倾向 DNA 聚合酶 Pol I* 的表达，并结合携带温度敏感缺陷的基因组 MutS 突变体 MutS60...