基于变构转录因子（aTF）的即用型诊断在环境监测和人类健康中前景广阔，但天然 aTF 生物传感器通常缺乏真实应用所需的灵敏度与选择性，传统定向进化难以同时优化多个性能。为此，作者开发了一种多目标、机器学习（ML）指导的无细胞基因表达工作流，用于工程化 aTF 生物传感器。该方法快速生成高质量序列-功能数据，并转化为带方向标签的成对增...
环境中铅离子（Pb2+）暴露，尤其在水体中，对人类健康构成严重威胁，亟需高灵敏检测方法。本研究将电化学技术与变构转录因子（aTFs）相结合，开发了一种新型电化学生物传感平台。该传感器利用DNA与电极表面aTF（PbrR）之间的特异性结合与解离来检测Pb2+。在优化条件下，平台具有1 pM至10 nM的宽线性检测范围和1 pM的极低检...
由于人为活动导致重金属污染，铅在环境中的积累对水生生物、植物和人类健康构成威胁。全细胞生物传感器可独立增殖，能够检测生物可利用部分，从而评估目标重金属对生态系统的影响。本研究在大肠杆菌中异源构建紫色素 violacein 的生物合成途径，并置于 T7 lac 启动子控制下，诱导剂浓度与 violacein 产量呈剂量–响应关系。随后...
定向进化已被证明是开发具有新颖或增强功能蛋白和菌株的有力工具。本研究设计了一种双选择系统，以氨苄青霉素抗性基因 amp 作为正选择标记，以果聚糖蔗糖酶基因 sacB 作为负选择标记，用于调节转录因子对特定配体的结合特异性。该系统被应用于本实验室此前构建的铅响应转录因子 PbrR 全细胞铅生物传感器。经过多轮 ON–OFF 选择，筛选...
为提升全细胞铅生物传感器的性能，作者基于Cupriavidus metallidurans CH34的铅抗性操纵子pbr，通过重新配置调控元件并引入正反馈回路，设计了六种基因回路。pbr操纵子包含pbrRT和pbrABCD两组基因，PbrR结合其分歧启动子；铅离子存在时，PbrR构象变化并激活转录。研究以PbrR、分歧启动子和GFP...