全细胞生物传感器可用于监测公共卫生与生态系统中的重金属毒性，但其开发长期受灵敏度与特异性之间内在权衡的限制。本文通过重新编程大肠杆菌的金属转运系统，构建了一种对致癌镉离子具有高灵敏度、高特异性和高响应能力的生物传感器。作者遗传改造大肠杆菌，使其富集胞内镉离子并减少干扰金属物种；随后从 GenBank 数据库筛选16个镉感应转录因子，...
氨基酸是制药和食品工业的重要代谢物。乳链球菌（Lactococcus lactis）作为发酵食品常用菌种，其蛋白水解活性可产生肽和氨基酸，进而形成风味或风味前体，但分离具有增强氨基酸产生与分泌能力的菌株仍具挑战。本研究构建了一种基于生长的全细胞生物传感器菌株 GFPsensor，用于检测异亮氨酸（Ile）、亮氨酸（Leu）、缬氨酸（...
芯片上细胞培养装置已广泛用于哺乳动物细胞和细菌研究，但多数设计依赖多层PDMS微流控阀，制造和操作复杂。本文提出一种基于单层PDMS微流控阀的芯片上大肠杆菌培养腔。为实现培养基持续流动，作者开发了一种（半）常闭单层微流控阀：在静息状态下，阀体侧边约0.5 µm缝隙允许培养基通过并阻挡细菌；施加负压时柔性PDMS膜变形，使细菌进入培养...
本文报道了一种用于酵母全细胞生物传感器报告启动子的高分辨率扫描策略。作者以酿酒酵母为宿主，构建 VanO、BenO 和 PcaO 操作子在不同位置相对转录起始位点排列的启动子文库，分别由 pTEF1 或 pCYC1 启动子骨架承载，并驱动绿色荧光蛋白（GFP）报告基因表达。通过引入转录因子 VanR、BenM 和 PcaQ，研究香草...
胞内代谢传感器可用于高效筛选和优化微生物细胞工厂，尤其便于直接获取代谢途径动力学与瓶颈信息。本文开发了一种双层生物传感器，使其同时在两个层面工作：一是通过转录因子介导的烷烃感应，二是通过酶与代谢物的相互作用，从而揭示烷烃代谢的动态过程。该传感器可根据细胞背景用于监测烷烃降解或烷烃合成。烷烃由位于天然烷烃诱导启动子 PalkM 下的绿...
生长素是调控植物生长与发育的重要植物激素，但在土壤和植物样品中浓度很低，传统高效液相色谱法操作繁琐且需要专门训练。本研究设计并构建了两类全细胞细菌生长素生物测定系统，均以大肠杆菌中 4-羟基苯乙酸降解途径的转录因子 HpaA 作为输入识别模块，但采用不同输出模块。第一类将 gfp 基因置于 HpaA 响应启动子 PBC 下游，构建荧...
2,4,6-三硝基甲苯（TNT）是常见炸药和有毒污染物，广泛存在于土壤、水体和空气环境中，对生态安全和人体健康构成威胁。传统检测多依赖HPLC、GC-MS、SERS等仪器方法，设备昂贵且样品处理复杂。本研究基于合成生物学策略，利用大肠杆菌K-12 MG1655对TNT的生理响应，构建包含近5400个元件的基因组启动子文库，并通过lu...
本文报道了一种基于 CadR 转录因子的大肠杆菌全细胞荧光生物传感器，用于优化对镉和汞的特异性检测。作者通过从 CadR C 端延伸区分别截短 10 和 21 个氨基酸，获得 CadR-TC10 和 CadR-TC21 突变体，并将 cadR、cadR-TC10 和 cadR-TC21 基因作为传感元件，构建以绿色荧光蛋白（GFP）...
本研究构建了携带绿色荧光蛋白（GFP）和酪氨酸羟化酶（TH）启动子的质粒，并将 TH-GFP 构建体显微注射入斑马鱼胚胎细胞。受精后 3 天，GFP 开始在明确的儿茶酚胺能区域表达。作者将 TH-GFP 转基因斑马鱼作为活体生物传感器，用于评估常用滥用药物尼古丁和氯胺酮的效应。首先通过运动试验考察药物的一般兴奋作用：高浓度尼古丁（1...
细菌生物传感器可按其对生物体的实际毒性来衡量污染。本研究构建了一种重组细菌生物传感器，可响应锌离子（Zn2+）、镉离子（Cd2+）和汞离子（Hg2+）的毒性水平。该传感器利用大肠杆菌 znt 操纵子中的锌调控基因 zntR 和 zntA 启动子，在上述离子达到毒性浓度时触发绿色荧光蛋白（GFP）报告蛋白的表达。实验以 3–800 p...
RIVET（重组介导的体内表达技术）是一种用于鉴定复杂生物生态位中诱导基因的遗传工具，也可与调控蛋白和转录调控因子结合开发高灵敏生物传感器。RIVET 通常包括启动子捕获盒（产生 tnpR 基因组转录融合）和报告盒（携带 res 侧翼选择标记，tnpR 表达后切除，产生不可逆可遗传表型变化）。本文构建并验证一套新的正选择 RIVET...