荧光点亮适配体（FLAP）系统具有遗传编码、生物相容性好等优势，是极具前景的生物传感平台。然而，检测不同目标通常需要体外筛选或工程化新的核酸序列，且适配体难以结合无机物或寿命短的反应性化学物种。本文提出一种小分子策略，使单一FLAP系统能够检测化学性质不同、本身不发光且反应性强的无机物。作者设计了RNA适配体（Baby Spinac...
核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶（RuBisCO）是自然界最丰富的可溶性蛋白，其活性测定对光合作用工程至关重要。现有生化与放射性标记法需添加多种外源组分，成本高且不便。本研究开发两种更简便、低成本且可重复的 RuBisCO 活性检测方法。首先，利用蓝藻细胞裂解液作为 Calvin 循环酶来源，简化 NADH 依赖分光光度法，比较...
无细胞蛋白合成（CFPS）是一种快速成熟的体外基因表达平台，可在需要点对核酸进行转录和翻译，从而按需合成肽类疫苗、生物治疗蛋白，并开发用于环境污染物和感染因子检测的诊断方法。与传统细胞系统不同，CFPS 无需维持活细胞，设备需求低，适合太空等低资源环境。本研究评估无细胞平台 BioBits 在国际空间站（ISS）上的性能，通过表达 ...
随着 RNA 丰度在细胞功能研究中作用增加，迫切需要相应工具阐明天然 RNA 的功能与动态，尤其是活细胞中短、低丰度 RNA。荧光 RNA 适配体为构建 RNA 标签和生物传感器装置提供了有用策略。Corn 可与 3,5-二氟-4-羟基苄叉咪唑啉酮-2-肟（DFHO）结合，因其光稳定性增强和光谱红移，是良好的 RNA 标签候选。本文...
本研究开发了一种新型无标记、无固定化的RNA适配体修饰核糖开关生物传感器，利用RNA适配体修饰的二级结构支架控制核糖体结合序列（RBS）的可及性。将双链RNA适配体修饰的顺式抑制序列（crRNA）引入指示基因gfp的上游，由于发夹结构中RNA适配体序列不互补，形成RNA泡。无目标分子时，RBS被crRNA隐藏，核糖体无法识别，gfp...
RNA适配体及基于适配体的RNA装置可遗传编码并在细胞内表达，用于探测和操控细胞功能，但在哺乳动物细胞中因表达量低、降解快而应用受限。本文报道Tornado（Twister-optimized RNA for durable overexpression）表达系统，通过快速RNA环化获得高稳定性与高表达水平的RNA适配体。Torna...
生物传感器是能够检测并报告目标分子存在的生物分子。核酸因其结构可塑性强、可与多种配体特异性结合，并在识别后发生结构重排以触发报告事件，而成为设计此类分子的理想材料。典型生物传感器由传感域、报告域以及负责在分子内传递传感事件的通讯模块三部分组成；通讯模块是传感器的关键元件，通常依赖试错法经验性开发，且往往只测试少量组合。本文提出一种结...
抗生素在食品动物中的过量使用导致食源性细菌多重耐药性持续上升。除磺胺类外，氟喹诺酮类、氨基糖苷类和β-内酰胺类是最常见的抗生素类别，因此需要快速、高效、低成本的抗生素检测方法。本研究提出一种用于检测氟喹诺酮类抗生素环丙沙星（ciprofloxacin, CFX）的喷墨打印适配体生物传感器。由于适配体具有极高的亲和力和特异性，已被广泛...
目前，基于RNA适配体的小分子生物传感器报道较少，主要原因在于RNA在生物环境中核酸酶抗性较弱。本研究开发了一种基于RNA适配体的金纳米颗粒（AuNP）传感器，用于牛奶中新霉素B（Neomycin B）的荧光检测。该传感器将识别新霉素B的RNA适配体分割为两段：一段NEO1通过polyA尾快速吸附于AuNP表面，另一段NEO2在5′...
RNA 是具有多种功能的生物大分子，可衍生出大量具有优异结合亲和力与特异性的 RNA 适配体，是生物传感器开发的理想识别元件。然而 RNA 易发生自发水解和核酸酶降解，导致 RNA 适配体传感器易产生假阳性信号。本文提出一种利用内部质量控制元件区分目标结合与假阳性信号的 RNA 适配体生物传感器设计策略。所选 RNA 适配体序列被扩...
本文报道了用于设计小分子感应别构核酶的计算方法，这些核酶可作为具有 NOT 或 YES 布尔逻辑功能的逻辑门。作者通过建模 RNA 二级结构，将茶碱适配体与扩展型锤头核酶融合，获得在生理相关条件下具有 1.3 min−1 高切割速率的茶碱感应核酶；该核酶对茶碱高度特异，不响应仅相差一个甲基的咖啡因。嘌呤感应核酶则通过将最小锤头核酶与...
结构转换荧光信号DNA和RNA适配体已被报道为生物传感器开发中高度通用的分子识别元件。虽然结构转换DNA适配体已用于固相传感，但等效RNA适配体由于化学稳定性差且易受核酸酶攻击，尚未成功用于固相传感器。本研究考察将结构转换荧光信号RNA适配体报告分子包埋到溶胶-凝胶衍生有机无机复合材料中，作为固相固定化平台，并以合成茶碱结合和天然焦...