本研究构建了可用于高通量筛选谷氨酸产生微生物的氨基酸生物传感器。该传感器基于双组分调控系统（TCRS）与绿色荧光蛋白（GFP）报告系统。作者将来自 Planococcus sp. PAMC21323 的传感器组氨酸激酶 DegS 的 N 端结构域与大肠杆菌渗透压传感器 EnvZ 的催化结构域融合，构建嵌合 DegS/EnvZ（Deg...
建立工业上具有竞争力的木质纤维素发酵过程的关键挑战之一，是利用酿酒酵母 Saccharomyces cerevisiae 实现高效混合糖发酵。尽管代谢工程策略已成功，重组酵母对木糖的同化速率仍显著低于首选碳源葡萄糖。此前我们建立了体内生物传感器菌株 TMB371X，将主要糖信号通路中的不同启动子（HXT1/2/4p、SUC2p、CA...
发现并选择性利用木质纤维素生物催化剂对下一代生物炼制的经济性至关重要。本文报道了一种重构的全细胞 GFP 荧光生物传感器，用于高通量鉴定来自不可培养古菌和细菌环境 DNA 中可将木质素转化为特色化学品的生物催化剂。该传感器由大肠杆菌 emrRAB 操纵子的转录调控子 EmrR 及其启动子组成，并借助数学模型优化其构型。传感器能灵敏、...
纤维素作为可再生生物质资源的高效利用依赖于经济可行的酶解技术。本研究开发了一种用于检测纤维素酶解活性的全细胞生物传感器，其核心是利用来自热纤梭菌（Thermobifida fusca）的转录调控因子 CelR 识别纤维二糖（cellobiose），并转录激活下游绿色荧光蛋白（GFP）报告基因。该全细胞生物传感器被命名为可检测纤维二糖...
p53是人类癌症中最常突变的基因。为研究人源p53变异的遗传活性，作者以果蝇为体内平台，通过体外重组和位点特异性重组将果蝇p53基因替换为人源p53等位基因，构建了一系列“人源化”果蝇品系。与果蝇p53类似，野生型人源p53在DNA损伤后能转录激活p53生物传感器并诱导凋亡；但代表癌症患者常见等位基因的人源化品系在这些检测中均不能互...
大氧化事件使软金属广泛进入生物化学过程，我们认为原生动物捕食细菌也利用了这一机制。与人为铜污染相比，原生动物捕食对细菌铜抗性决定子维持的影响知之甚少。为评估铜及其他软金属在原生动物捕食机制中的作用，我们检测了不同过渡金属外排或摄取系统突变细菌在社会变形虫 Dictyostelium discoideum 中的存活情况。结果显示，铜/...
为建立可定量读出运动功能毒性效应的活体生物传感器，作者构建了转基因斑马鱼品系 TgBAC(hspb11:GFP)。该品系在小热休克蛋白 hspb11 的调控元件驱动下表达绿色荧光蛋白（GFP），其时空表达模式与内源 hspb11 在肌肉和脊索中的表达高度一致。暴露于干扰运动功能的化学物质后，GFP 强度从亚微摩尔浓度起呈剂量依赖性升...
砷广泛存在于生物圈，来源包括自然与人为排放，其毒性及致癌风险使快速、低成本的原位检测具有重要意义。基于基因工程细菌的生物传感器在检测砷及其毒性方面具有应用前景，但多数现有系统依赖野生型底物诱导启动子，特异性、亲和力和灵敏度有限，制约了现场与商业化应用。本研究建立了一种体内定向进化与双向筛选策略，通过优化可诱导操纵子提高亚砷酸盐响应细...
本研究构建并评价了基于酿酒酵母的全细胞遗传毒性生物传感器。作者将酿酒酵母 Y486 分别转化携带高拷贝报告质粒的菌株，质粒中酵母优化绿色荧光蛋白（yEGFP）基因分别受 DNA 损伤诱导启动子 DIN7、PLM2 以及已建立的 RNR2、RAD54 启动子调控。当细胞暴露于潜在 DNA 损伤化合物时，相应启动子被激活，驱动 yEGF...
转基因植物可被设计为用于检测环境污染物和病原体的‘植物传感器’。本研究设计并测试了一种辐射植物传感器：以 DNA 修复缺陷突变拟南芥 AtATM（At3g48190）为遗传背景，构建稳定表达绿色荧光蛋白（GFP）的转基因植株，其中 gfp 基因受强组成型 CaMV 35S 启动子驱动。由于 AtATM 突变体对 γ 射线超敏感，作者...
环境抗雄激素污染广泛存在，并与生物多样性及人类健康损害相关；许多农药具有抗雄活性，因此需要稳健、敏感的环境监测方法。本研究建立了一种敏感且特异的转基因青鳉（Oryzias latipes）模型，使其携带雄激素响应荧光报告构建体，用于全生物体水平筛查促雄和抗雄物质。作者分析三刺鱼（Gasterosteus aculeatus）spig...
作者建立了一套基于单细胞分选的酶活性筛选系统，用于检测产生3,4-二羟基苯甲酸（34DHB）的大肠杆菌。将从Acinetobacter sp ADP1获得的自调控转录因子pcaU及其启动子区改造后导入大肠杆菌，构建pcaU调控GFP表达的基因回路。该工程化pcaU调控子在外源34DHB浓度高于5 µM时可被诱导，因而可作为检测这一尼...
雌激素类化学物质可诱导鱼类出现间性，导致精子发生障碍和繁殖成功受损。为克服传统组织病理学观察间性灵敏度低、准确性较差、实验周期长且费时费力的缺点，作者构建了 pMOSP1-EGFP 转基因青鳉鱼模型。该模型中，绿色荧光蛋白（GFP）报告基因由 OSP1 基因调控元件驱动；OSP1 是指示雄性青鳉鱼暴露于雌激素类化学物质后发生间性的特...
金属（类金属）作为环境污染物的意义使其成为生态毒理学优先对象，需要开发灵敏、低成本方法以高效检测并监测环境中的这些污染物。传统分析技术存在成本高、操作复杂等缺点。原核或真核全细胞生物传感器（WCB）是用于环境监测的最新分子工具之一，其将细胞作为整合报告器，把报告基因融合到重金属响应启动子下。本文报道在热四膜虫 Tetrahymena...
本文报道了利用合成生物学策略改造大肠杆菌 HydHG 双组分转录调控网络，以构建具有可调灵敏度的锌离子生物传感器。HydHG 系统可感知胞外锌并调控锌稳态相关基因表达。作者首先在 zraP 启动子控制下引入自激活回路，使 HydG 与绿色荧光蛋白（GFP）报告基因共同表达，并通过 HydG 的正反馈增强 zraP 转录。结果显示，自...
砷是广泛存在的环境致癌物，甲基砷酸等有机砷化合物用作除草剂和动物生长促进剂，可在环境中降解为毒性更强的无机砷。现有基于 ArsR 阻遏蛋白的细菌全细胞生物传感器主要响应无机亚砷酸，难以区分有机砷形态。本研究构建了一种双质粒全细胞生物传感器，以 Acidithiobacillus ferrooxidans arsR 编码的 As(II...
环境雌激素是一类可干扰体内激素信号的内分泌干扰物，与人和野生动物生殖异常、疾病风险增加相关。现有雌激素检测系统多聚焦特定机制或生殖终点，难以全面评估其对多种组织系统的潜在健康影响。本研究旨在开发并应用一种高灵敏度转基因斑马鱼生物传感器模型，实时评估环境雌激素在完整生物体中的信号效应。作者构建了含三个串联雌激素响应元件（ERE）诱导启...
合成烷烃诱导型生物传感器可用于环境烃污染检测，也可作为低成本诱导剂的新型诱导表达系统。本研究利用假单胞菌 Pseudomonas putida 烷烃代谢调控机制，在大肠杆菌 Escherichia coli 中组装并进化了一种具有荧光输出信号的烷烃响应生物传感器。在该系统中，转录调控蛋白 AlkSp 在烷烃存在时被激活，并结合 Pa...
细胞色素P450（CYPs）在降解内源底物和解毒致癌物中具有重要作用，因此可作为评估水生环境中多环芳烃（PAHs）水平的生物标志物。本研究利用CYP1A1启动子驱动的绿色荧光蛋白（CYP-GFP）构建体，建立了转基因斑马鱼品系，用于检测多氯联苯（PCBs）毒性。实验采用0.02、0.04、0.08、0.4和0.8 μg/ml的PCB...
全细胞微生物生物传感器为评估污染土壤中污染物生物可利用和生物可及组分提供了可能，而这些组分目前难以直接测定。本文报道并评价了三种用于检测污染土壤和沉积物中多氯联苯（PCBs）及其降解产物生物可利用性与生物降解性的微生物传感器菌株。PCBs 是分布广、危害大且持久性强的污染物。结果表明，样品中 PCB 水平与表达报告基因 gfp 的传...