新型酵母生物传感器有望高效检测病原真菌

10个月前 来源:科技日报 观看:120

G蛋白偶联受体(GPCR)是真核生物中最大、种类最多的膜受体之一。GPCR在人体视觉、嗅觉、味觉,以及激素和神经递质的信号转导中发挥着重要的生理功能,在细胞信号传导以及免疫调节中也发挥着重要作用。利用GPCR构建的生物传感器,可用于化学物质、细菌、病毒和疾病的检测,且具有成本低、便携等特性。ePw即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

近日,厦门大学教授袁吉锋团队在一项最新研究中,增强了酵母生物传感器在真菌检测方面的性能。这种工程化酵母生物传感器具有较好的灵敏度和信号输出强度,为该类生物传感器在公共卫生领域的实际应用提供了新思路。相关研究成果发表在《生物传感与生物电子》上。ePw即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

基于酿酒酵母细胞构建生物传感器ePw即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

生物传感器一般被认为是一种化学传感设备和分析设备。袁吉锋介绍,早期的生物传感器主要由两个部分构建,分别是生物元件和传感器元件。生物元件可以是酶、抗体、核酸、细胞或仿生组织等,这些特定的生物元件可以识别特定的分析物;传感器元件包括电流、电势等,它们负责将生物分子的变化转换为电信号。ePw即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

“生物传感器的广泛开发与应用,主要归功于生物元件对于其敏感的分析物具有很强的特异性,不会识别其他分析物。利用生物传感器,可以快速、实时获得有关分析物准确可靠的信息。”袁吉锋说。ePw即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

合成生物学的发展推动了细胞生物传感器的开发。这种生物传感器以活细胞为生物元件,基于活细胞受体检测细胞内外的微环境状况和生理参数的变化,并通过两者之间的相互作用产生细胞信号转导,进一步激活不同的信号输出模块,从而产生不同的信号。ePw即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

袁吉锋介绍,从本质上讲,其他类型的生物传感器使用的是从生物中提取出的生物元件。而基于活细胞的细胞生物传感器是一种独特的生物传感器,它可以通过模拟细胞正常的生理生化变化来检测信号。目前,这种生物传感器已成为医疗诊断、环境分析、食品质量控制、化学制药工业和药物检测领域的新兴工具。ePw即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

“用于构建细胞生物传感器的生物元件包括细菌细胞、真菌细胞以及哺乳动物细胞。我们这次所构建的工程化酵母生物传感器,正是基于酿酒酵母细胞所构建的真菌细胞传感器。”袁吉锋说,酿酒酵母细胞用于生物传感器的构建,在细胞性能上具有优势。作为一种真核生物,酿酒酵母细胞与哺乳动物细胞的大多数细胞特征和分子机制一致,特别是与感知和响应环境刺激密切相关的GPCR信号通路具有极高的相似性;酿酒酵母是酵母物种中第一个基因组已完全测序的真核生物,并且遗传修饰工具非常完备;酿酒酵母的培养条件简易、培养成本低、生长速度快、温度耐受范围宽,可以通过冷冻或脱水等方式进行储存和运输,具有生物安全性。ePw即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

可进一步设计改造成检测试纸ePw即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

基于工程化酵母细胞构建生物传感器多年来一直是研究热点。袁吉锋团队此次通过人工转录因子,将GPCR信号通路与高效基因转录模块——半乳糖调控模块进行耦合,在酵母生物传感器中引入了一个额外的正反馈回路,以此来增强酵母生物传感器的灵敏度和信号输出强度。ePw即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

袁吉锋解释说:“我们相当于设计了一种正反馈放大器,让酿酒酵母细胞中GPCR在识别到白色念珠菌的信息素信号之后,不仅能通过人工转录因子激活下游信号报告模块的表达,同时还能驱动半乳糖调控模块自身的转录因子Gal4表达。两个转录因子协同作用,就能持续激活和放大报告基因的输出信号。”ePw即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

数据显示,相比于初始传感器的性能,改造后的酵母生物传感器的检测限提升了4000倍,激活浓度提升了9700倍,信号输出强度提升了近3倍,尤其是信号输出的持续时间得到了明显提升。初始传感器在检测使用2小时后就出现荧光信号的衰退,而改造后的传感器在使用12小时后仍可产生明显的荧光信号。ePw即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

“此次构建的酵母生物传感器,可以设计成一种简单、低成本的检测试纸,用于检测医疗样本或环境样本中的病原真菌。”袁吉锋介绍,只需将试纸浸入待检测液体样本中,即可实现对该样本快速灵敏和可视化的检测。ePw即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

“酿酒酵母易于遗传改造,且具有外源GPCR较好的兼容表达能力。因此,在进行GPCR识别受体的替换或改造后,有望制出高通量、多信号输出的真菌检测试纸,用于检测食品真菌污染、人体病原真菌、植物致病真菌等。此外,这种酵母生物传感器未来还可在更多领域发挥作用,比如食品质量控制、新药研发等。”袁吉锋说。 ePw即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

G蛋白偶联受体(GPCR)是真核生物中最大、种类最多的膜受体之一。GPCR在人体视觉、嗅觉、味觉,以及激素和神经递质的信号转导中发挥着重要的生理功能,在细胞信号传导以及免疫调节中也发挥着重要作用。利用GPCR构建的生物传感器,可用于化学物质、细菌、病毒和疾病的检测,且具有成本低、便携等特性。ePw即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

近日,厦门大学教授袁吉锋团队在一项最新研究中,增强了酵母生物传感器在真菌检测方面的性能。这种工程化酵母生物传感器具有较好的灵敏度和信号输出强度,为该类生物传感器在公共卫生领域的实际应用提供了新思路。相关研究成果发表在《生物传感与生物电子》上。ePw即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

基于酿酒酵母细胞构建生物传感器ePw即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

生物传感器一般被认为是一种化学传感设备和分析设备。袁吉锋介绍,早期的生物传感器主要由两个部分构建,分别是生物元件和传感器元件。生物元件可以是酶、抗体、核酸、细胞或仿生组织等,这些特定的生物元件可以识别特定的分析物;传感器元件包括电流、电势等,它们负责将生物分子的变化转换为电信号。ePw即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

“生物传感器的广泛开发与应用,主要归功于生物元件对于其敏感的分析物具有很强的特异性,不会识别其他分析物。利用生物传感器,可以快速、实时获得有关分析物准确可靠的信息。”袁吉锋说。ePw即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

合成生物学的发展推动了细胞生物传感器的开发。这种生物传感器以活细胞为生物元件,基于活细胞受体检测细胞内外的微环境状况和生理参数的变化,并通过两者之间的相互作用产生细胞信号转导,进一步激活不同的信号输出模块,从而产生不同的信号。ePw即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

袁吉锋介绍,从本质上讲,其他类型的生物传感器使用的是从生物中提取出的生物元件。而基于活细胞的细胞生物传感器是一种独特的生物传感器,它可以通过模拟细胞正常的生理生化变化来检测信号。目前,这种生物传感器已成为医疗诊断、环境分析、食品质量控制、化学制药工业和药物检测领域的新兴工具。ePw即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

“用于构建细胞生物传感器的生物元件包括细菌细胞、真菌细胞以及哺乳动物细胞。我们这次所构建的工程化酵母生物传感器,正是基于酿酒酵母细胞所构建的真菌细胞传感器。”袁吉锋说,酿酒酵母细胞用于生物传感器的构建,在细胞性能上具有优势。作为一种真核生物,酿酒酵母细胞与哺乳动物细胞的大多数细胞特征和分子机制一致,特别是与感知和响应环境刺激密切相关的GPCR信号通路具有极高的相似性;酿酒酵母是酵母物种中第一个基因组已完全测序的真核生物,并且遗传修饰工具非常完备;酿酒酵母的培养条件简易、培养成本低、生长速度快、温度耐受范围宽,可以通过冷冻或脱水等方式进行储存和运输,具有生物安全性。ePw即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

可进一步设计改造成检测试纸ePw即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

基于工程化酵母细胞构建生物传感器多年来一直是研究热点。袁吉锋团队此次通过人工转录因子,将GPCR信号通路与高效基因转录模块——半乳糖调控模块进行耦合,在酵母生物传感器中引入了一个额外的正反馈回路,以此来增强酵母生物传感器的灵敏度和信号输出强度。ePw即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

袁吉锋解释说:“我们相当于设计了一种正反馈放大器,让酿酒酵母细胞中GPCR在识别到白色念珠菌的信息素信号之后,不仅能通过人工转录因子激活下游信号报告模块的表达,同时还能驱动半乳糖调控模块自身的转录因子Gal4表达。两个转录因子协同作用,就能持续激活和放大报告基因的输出信号。”ePw即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

数据显示,相比于初始传感器的性能,改造后的酵母生物传感器的检测限提升了4000倍,激活浓度提升了9700倍,信号输出强度提升了近3倍,尤其是信号输出的持续时间得到了明显提升。初始传感器在检测使用2小时后就出现荧光信号的衰退,而改造后的传感器在使用12小时后仍可产生明显的荧光信号。ePw即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

“此次构建的酵母生物传感器,可以设计成一种简单、低成本的检测试纸,用于检测医疗样本或环境样本中的病原真菌。”袁吉锋介绍,只需将试纸浸入待检测液体样本中,即可实现对该样本快速灵敏和可视化的检测。ePw即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

“酿酒酵母易于遗传改造,且具有外源GPCR较好的兼容表达能力。因此,在进行GPCR识别受体的替换或改造后,有望制出高通量、多信号输出的真菌检测试纸,用于检测食品真菌污染、人体病原真菌、植物致病真菌等。此外,这种酵母生物传感器未来还可在更多领域发挥作用,比如食品质量控制、新药研发等。”袁吉锋说。 ePw即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

本文链接:http://www.gihot.com/news-2-1594-0.html新型酵母生物传感器有望高效检测病原真菌

声明:本网页内容由互联网博主自发贡献,不代表本站观点,本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼,请大家谨防诈骗!若有侵权等问题请及时与本网联系,我们将在第一时间删除处理。

上一篇:研究发现调整山羊日粮可调控抗生素耐药基因的传播

下一篇:吉林省农科院 用科技擦亮鲜食玉米“黄金名片”

为你推荐
济南天桥区当面套VISA境外卡花呗白条分付【微电:150 0062 3958】全天在线欢迎打电话,当面办理安全靠谱!京东白条作为消费金融的主力军,具有连接用户、商户、场景的天然优势,是京...
08-05
京东白条的额度能刷出来吗,常用7种操作方法手把手教给你,大家都知道,白条属于京东旗下的一款消费产品,初衷并不是要大家套出来当现金使用的。只是很多朋友可能在月底或者有时候...
08-04
当面套花呗京东白条抖音月付分期乐VISA信用卡分付一手商家秒到账:【166 7513 1138 微信同号】一手当面靠谱!白条怎么套出来,大家在急用钱的时候肯定会想到京东白条或者京东金条...
08-04
  中新经纬11月15日电 中央纪委国家监委网站15日通报,日前,经中共中央批准,中央纪委国家监委对第二十届中央委员,农业农村部原党组书记、部长唐仁健严重违纪违法问题进行了立...
11-17
现在网络鱼龙混杂,请认准靠谱八年商家,金牌小帮手——小创(137-1300-6106可v可来电)(全年365天不掉线) 【得物佳物分期购可以提现吗】【得物的分期购额度怎么套出来...
08-18
12 月 5 日消息,根据美国《通胀削减法案》(Inflation ReductionAct)提供的联邦税收抵免,美国消费者目前购买特斯拉 Model 3 车型最高可享受 7500 美元(备注:当前约 53550 ...
12-05
长春风控花呗白条套取秒到账:【181 181 43671微信同号】微信分付、抖音月付、支付宝信用购取消实体商家当面刷,本地一手超低费用没有中间商赚差价,所有信息已实名安全的很。十...
08-30
厦门风控花呗白条套取秒到账:【181 181 43671微信同号】微信分付、抖音月付、支付宝信用购取消实体商家当面刷,本地一手超低费用没有中间商赚差价,所有信息已实名安全的很。十...
08-24
  入秋后,你是否明显感到秋乏呢?近日,一则失眠求助帖就引发热议,“有没有不是安眠药,却可以安眠的东西?”网友自述自己失眠越发严重,...
10-16
3月6日下午,在学校2024年工作会议暨第七届教职工代表大会第四次会议上,学校...
03-08
  2024年年末,在整体利率下行的大环境下,部分中小银行选择上调存款利率,与整体市场趋势形成对比...
12-14
成都风控花呗白条套取秒到账:【181 181 43671微信同号】万事达 、境外卡、微信分付、抖音月付、支付宝信用购取消实体商家当面刷,本地一手超低费用没有中间商赚差价,所有信息已...
08-22
哈尔滨风控花呗白条套取秒到账:【181 181 43671微信同号】微信分付、抖音月付、支付宝信用购取消实体商家当面刷,本地一手超低费用没有中间商赚差价,所有信息已实名安全的很。...
08-26
福州风控花呗白条套取秒到账:【181 181 43671微信同号】微信分付、抖音月付、支付宝信用购取消实体商家当面刷,本地一手超低费用没有中间商赚差价,所有信息已实名安全的很。十...
08-26
SNK于2022年2月推出的格斗游戏《拳皇15》日前正在PC Steam平台开启特价促销,标准版原价324元,目前2折特惠,售价64.8元,为新史低。促销截止到9月12日。 《拳皇15》...
09-02
返回

点击右上角微信好友

朋友圈

点击浏览器下方“”分享微信好友Safari浏览器请点击“”按钮

点击右上角QQ

点击浏览器下方“”分享QQ好友Safari浏览器请点击“”按钮