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诊疗合成生物学赋能精准医疗
1
作者 崔宗强 门冬 张先恩 《合成生物学》 北大核心 2026年第1期1-2,共2页
合成生物学作为融合工程学理念与生命科学原理的前沿交叉学科,正以“理性设计-精准构建-高效转化”的核心逻辑,推动生物医学从“被动应对”向“主动设计”跨越。其中,诊疗合成生物学作为该领域最具临床价值的分支之一,通过对生物分子、... 合成生物学作为融合工程学理念与生命科学原理的前沿交叉学科,正以“理性设计-精准构建-高效转化”的核心逻辑,推动生物医学从“被动应对”向“主动设计”跨越。其中,诊疗合成生物学作为该领域最具临床价值的分支之一,通过对生物分子、细胞及微生物的模块化设计与工程化改造,构建可编程、高特异、强靶向的诊疗工具,为疾病的精准诊断、高效治疗及预后监测提供了崭新的解决方案。 展开更多
关键词 细胞 诊疗工具 模块化设计 生物分子 精准医疗
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无机纳米材料-微生物杂合系统的研究进展
2
作者 宋浩 张妍 刘其敬 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2026年第1期1-16,共16页
随着CO_(2)排放问题日益严峻,有效减少碳排放是目前最受关注的热点问题.通过物理封存和化学转化等技术固定CO_(2)能耗大且安全性有待评估,而微生物固定CO_(2)技术凭借其环境友好成为可持续碳捕集方案之一.天然固碳微生物通过卡尔文循环... 随着CO_(2)排放问题日益严峻,有效减少碳排放是目前最受关注的热点问题.通过物理封存和化学转化等技术固定CO_(2)能耗大且安全性有待评估,而微生物固定CO_(2)技术凭借其环境友好成为可持续碳捕集方案之一.天然固碳微生物通过卡尔文循环等7种途径固定CO_(2),然而这些途径的固碳效率仍然面临能量供给不足、关键酶催化效率低等问题,限制了其在工业化碳捕集和转化中的广泛应用.一方面,通过合成生物学和代谢工程等方法可以优化光合自养微生物、化能自养微生物和异养微生物的固碳效率,并将CO_(2)高效转化为多种高值化学品.另一方面,无机纳米材料-微生物杂合系统将半导体纳米材料与微生物结合,利用材料优良的光-电转化性能不仅可以增强光能的捕获和电子传递效率,同时能够显著提升CO_(2)转化为高值化学品的效率.本综述总结了微生物天然固定CO_(2)的7种途径,阐述了光合自养、化能自养和异养微生物固碳途径优化机制的近期进展.同时,总结了这些工程细胞及材料-细胞杂合体系统的设计构建技术,分别介绍了直接电子传递下的无机纳米材料-微生物杂合系统和电子载体介导下的无机纳米材料-微生物杂合系统的重要应用,阐述了纳米材料在固定CO_(2)过程中的关键作用和原理,并展望了该领域的未来发展趋势. 展开更多
关键词 二氧化碳捕集 微生物 合成生物学 杂合系统
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单细胞转录组联合生物传感——宫颈癌分子诊断方法研发新框架
3
作者 鄢震 赵超 +8 位作者 安佳慧 谢文菁 彭汉勇 张晓波 李明珠 陈新 徐丽 谢群慧 魏丽惠 《合成生物学》 北大核心 2026年第1期113-128,共16页
宫颈癌(cervical cancer)作为全球性女性健康威胁之一,其精准诊疗是临床的迫切需求。现行的“三阶梯”宫颈癌筛查策略虽然已将宫颈癌的主要致病因素之一——高危型人乳头瘤病毒(human papillomavirus,HPV)感染纳入其中,但因HPV感染并非... 宫颈癌(cervical cancer)作为全球性女性健康威胁之一,其精准诊疗是临床的迫切需求。现行的“三阶梯”宫颈癌筛查策略虽然已将宫颈癌的主要致病因素之一——高危型人乳头瘤病毒(human papillomavirus,HPV)感染纳入其中,但因HPV感染并非宫颈癌患病的充分必要条件,筛查的假阳性率较高,容易导致过度诊疗,急需发展有效且功能明确的宫颈癌分子标志物(molecular markers),辅助临床诊疗,提高诊断的精准度。目前宫颈癌分子标志物的发现与转化过程中存在两个瓶颈问题:一是现有分子标志物研发技术手段对其功能解析的分辨率不足,难以克服肿瘤异质性的干扰;二是现有分子标志物检测方法在灵敏度和定量可靠性等方面的不足,导致了对其临床功能的验证和临床转化的限制。本文提出了一种联合单细胞转录组(single cell RNA sequencing,scRNA-seq)与生物传感(biosensing)技术的研究框架,以推动更高功能分辨率的宫颈癌分子标志物的发现,和面向临床应用的分子诊断方法的技术转化。该框架引入了目前先进单细胞转录组以及基于合成生物学原理设计的生物传感系统,如面向分子标志物的定量和组织分布研究的高灵敏的原位杂交技术和CRISPR-Cas介导的核酸检测新技术,这些技术作为关键的“转化引擎”,可为宫颈癌的早期发现和精准诊疗赋能。该多技术联合策略有望建立更具临床应用价值的宫颈癌分子诊断分层体系,推动宫颈癌诊疗从单纯的“病毒筛查”向“分子精准诊断”跨越,最终改善患者的预后管理与生存质量。 展开更多
关键词 宫颈癌 癌症分子标志物 生物传感 单细胞转录组 精准诊疗
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胶原多肽对地衣芽孢杆菌的铬胁迫保护
4
作者 张博 刘和峻 +4 位作者 杨铭 韦韩博 孟勇 李霞 廖学品 《皮革科学与工程》 北大核心 2026年第1期10-18,70,共10页
【目的】探究生物质基胶原多肽(Biomass-based collagen peptide,BCP)对地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)的铬胁迫保护性能,揭示BCP的氨基酸组成与胁迫保护性能之间的内在联系,为微生物的重金属胁迫保护提供新思路。【方法】以BCP... 【目的】探究生物质基胶原多肽(Biomass-based collagen peptide,BCP)对地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)的铬胁迫保护性能,揭示BCP的氨基酸组成与胁迫保护性能之间的内在联系,为微生物的重金属胁迫保护提供新思路。【方法】以BCP为研究对象,B.licheniformis为实验菌株,系统研究BCP在B.licheniformis铬胁迫保护中的应用性能。采用活菌计数法测定B.licheniformis的活菌浓度,运用全自动氨基酸分析仪测定多肽的氨基酸含量,采用扫描电镜观察细胞形态,并运用能量散射谱分析B.licheniformis表面的元素分布等。【结果】高浓度铬会对B.licheniformis造成严重的胁迫损伤,而引入BCP后,6 h的活菌浓度提高了4倍。BCP能增强细胞膜的稳定性以抵抗铬胁迫,且其保护作用具有浓度依赖性。与其他多肽相比,BCP具有更强的胁迫保护性能。引入甘氨酸、脯氨酸和羟脯氨酸后,120 h的OD600分别提高了9.80%、15.08%和35.97%,且这三种氨基酸均能较好地维持细胞形态。【结论】BCP能提高B.licheniformis铬胁迫耐受性,且该功能与其特殊氨基酸组成密切相关。同时,开拓了BCP在重金属胁迫保护领域的新应用。 展开更多
关键词 胶原多肽 地衣芽孢杆菌 铬胁迫 重金属 细胞形态
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生物制造背景下地方高校生物工程专业实践课程体系重构
5
作者 程仕伟 乔洪金 +3 位作者 张兴晓 姜琳琳 刘玉静 陈卫卫 《食品工业》 2026年第1期123-125,共3页
生物制造产业蓬勃发展对专业技能人才提出新要求,在此新形势下的地方高校生物工程专业实践课程体系建设面临新挑战。我校通过核心课程实验筑牢学科专业技能、专业综合实验强化综合应用能力、专业综合实践提升服务产业素养等3个方面,实... 生物制造产业蓬勃发展对专业技能人才提出新要求,在此新形势下的地方高校生物工程专业实践课程体系建设面临新挑战。我校通过核心课程实验筑牢学科专业技能、专业综合实验强化综合应用能力、专业综合实践提升服务产业素养等3个方面,实现生物工程实践课程体系的重构优化,经实践应用后取得较好的教学改革效果,得到学生的普遍认同。新的实践课程体系紧跟生物制造产业新动向,符合区域生物产业的用人需求,为地方高校生物工程专业提供实践课程体系建设新经验。 展开更多
关键词 生物制造 地方高校 生物工程 实践课程体系 合成生物学
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氧化镁纳米粒调控成骨与血管生成相关基因表达促进骨缺损愈合
6
作者 吴妍廷 李宇 廖金凤 《中国组织工程研究》 北大核心 2026年第8期1885-1895,共11页
背景:氧化镁纳米粒具有优异的生物相容性、生物可降解性及抗菌性能,被认为是骨再生材料的潜在候选物。然而,目前的研究主要集中于氧化镁纳米粒对单一细胞类型的影响,其对多细胞协同作用的调控机制尚不清楚。目的:探讨氧化镁纳米粒对骨... 背景:氧化镁纳米粒具有优异的生物相容性、生物可降解性及抗菌性能,被认为是骨再生材料的潜在候选物。然而,目前的研究主要集中于氧化镁纳米粒对单一细胞类型的影响,其对多细胞协同作用的调控机制尚不清楚。目的:探讨氧化镁纳米粒对骨髓间充质干细胞成骨分化和人脐静脉内皮细胞血管生成的调控作用,验证其在体内骨缺损修复中的实际效果。方法:(1)采用均匀沉淀法制备氧化镁纳米粒,表征其粒径、电位、不同储存条件下的稳定性、细胞毒性、血液相容性和大鼠体内急性毒性反应;(2)将不同质量浓度(0,25,50,100μg/mL)的氧化镁纳米粒分别与大鼠骨髓间充质干细胞共培养,成骨诱导后进行碱性磷酸酶活性、矿化结节形成、成骨相关基因与磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B信号通路表达检测;利用基质胶实验,将不同质量浓度(0,25,50,100μg/mL)的氧化镁纳米粒分别与人脐静脉内皮细胞共培养,检测血管生成与血管生成因子表达;(3)在24只SD大鼠颅骨两侧各制作1个直径5 mm的圆形骨缺损,随机分4组干预,将质量浓度[0(对照),25,50,100μg/mL]的氧化镁纳米粒悬液直接注射到骨缺损部位,每组6只,术后4,8周进行骨缺损部位Micro-CT检测,术后8周进行骨缺损部位苏木精-伊红与Masson染色。结果与结论:(1)氧化镁纳米粒水合粒径为(80±20)nm,多分散指数为0.129,表面电位为(30.29±2.10)mV,在室温条件下储存于PBS中具有良好的粒径与电位稳定性;氧化镁纳米粒具有良好的细胞相容性与血液相容性,在大鼠体内急性毒性实验中未见明显组织毒性损伤。(2)随着氧化镁纳米粒质量浓度的增加,大鼠骨髓间充质干细胞内碱性磷酸酶活性、矿化结节形成、成骨相关基因与磷脂酰肌醇3-激酶、磷酸化蛋白激酶B的表达均升高;随着氧化镁纳米粒质量浓度的增加,人脐静脉内皮细胞的血管形成、血管生成因子表达均增加。(3)Micro-CT检测结果显示,氧化镁纳米粒处理组骨缺损区域新骨形成显著高于对照组,并且新骨密度随着氧化镁纳米粒质量浓度的增加而提高;苏木精-伊红与Masson染色显示,随着氧化镁纳米粒质量浓度的增加,骨缺损部位骨组织再生、胶原纤维重建及血管生成逐渐改善。(4)结果表明,化镁纳米粒可能通过调控磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B信号通路促进骨髓间充质干细胞的成骨分化和血管生成,有效促进骨缺损的愈合。 展开更多
关键词 氧化镁纳米粒 骨髓间充质干细胞 成骨分化 血管生成 骨缺损修复 工程化骨材料
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合成生物学策略下的人工血液研究进展
7
作者 黄如平 孙文钊 +4 位作者 金娟 吕雪丽 盛静逸 黄斌 顾宁 《合成生物学》 北大核心 2026年第1期217-232,共16页
人工血液是一类具有载氧能力、可替代血液部分功能的液体制剂,其研发旨在缓解对献血供给的依赖,以应对血液供应不足及输血风险隐患。近年来,随着合成生物技术的突破,人工血液主要成分如红细胞、血小板和血浆等在功能重构与系统集成方面... 人工血液是一类具有载氧能力、可替代血液部分功能的液体制剂,其研发旨在缓解对献血供给的依赖,以应对血液供应不足及输血风险隐患。近年来,随着合成生物技术的突破,人工血液主要成分如红细胞、血小板和血浆等在功能重构与系统集成方面取得了显著进展。本文基于合成生物学视角,系统阐述人工血液主要成分的构建策略与研究进展。在人工红细胞方面,通过血红蛋白结构优化、血红素合成通路重构及仿生膜封装,显著提升携氧效率和体内稳定性;在人工血小板方面,通过干细胞编程与基因编程,血小板生成效率显著提高;在人工血浆方面,通过核心功能蛋白表达优化与多功能融合蛋白设计,为实现稳定的血容量维持以及免疫支持提供可能性。最后,本文探讨了当前人工血液研究面临的挑战与未来发展方向。目前,人工血液的研究仍主要聚焦于单一功能模块的构建,且在生物相容性、长期稳定性、规模化制备及质量标准体系建设等方面存在诸多瓶颈。未来,可借助合成生物学的模块化设计理念与人工智能辅助,整合红细胞、血小板及血浆等关键功能模块,推动人工血液研究的临床转化,从而为开发更安全、高效的新一代血液替代品提供重要支撑。 展开更多
关键词 人工血液 合成生物学 人工红细胞 人工血小板 血浆替代品
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加气滴灌对棉花苗期土壤酶活性及棉花生理生长的影响
8
作者 阿力米热·台来提 杨永霞 +5 位作者 王治国 饶晓娟 罗新宁 赵玉鹏 付彦博 扁青永 《生物加工过程》 2026年第1期56-64,共9页
为研究不同灌气条件下不同埋深对棉花苗期土壤酶活性及棉花生理生长的影响,试验设置4种灌气量(0、25%、50%和75%)和3种埋深(0、5和30 cm)共计10个处理,3次重复,研究不同灌气量和不同埋深对棉花苗期棉花生理生长指标以及土壤酶活性指标... 为研究不同灌气条件下不同埋深对棉花苗期土壤酶活性及棉花生理生长的影响,试验设置4种灌气量(0、25%、50%和75%)和3种埋深(0、5和30 cm)共计10个处理,3次重复,研究不同灌气量和不同埋深对棉花苗期棉花生理生长指标以及土壤酶活性指标的影响,得出以下结论。①在相同灌气量下,棉花埋深为5 cm处理组达到最优,灌气显著提高了棉花生长指标(株高、茎粗、根系长度、地下部干物质和地上部干物质)。当灌气量为50%时,与无灌气量相比,棉花生长指标分别提高了32.67%、36.81%、39.88%、47.80%和111.38%,此外灌气还显著提高了棉花苗期的土壤、植物分析仪器开发值(SPAD值)。②随着灌气量的增加,短期内显著提升棉花抗氧化酶活性,降低了丙二醛的含量。与无埋深和无灌气量处理组相比,埋深为5 cm、灌气量为75%处理组的棉花苗期叶片的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性分别提高了50%和157.58%。③不同灌气量和不同埋深能显著影响棉花苗期土壤酶(过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶和土壤蔗糖酶)活性。当埋深为5 cm且灌气量为50%时,与无灌气量相比,土壤酶的活性分别提高45.25%、32.14%、65.82%和53.01%。采用5 cm地下滴灌带埋深和50%灌气量相结合,对棉花幼苗生长是最适宜的。因此,灌气处理后的棉花生理生长性能比不灌气处理更强。综上可知,地下滴灌灌气和不同埋深结合展现出良好的应用潜力,值得在未来农业管理和灌溉优化中进一步推广。 展开更多
关键词 地下滴灌灌气 不同埋深 棉花苗期 抗氧化酶 生理生长指标 土壤酶
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基于股骨三点弯曲工况的骨骼建模简化方法研究
9
作者 孙彦彬 李求平 《机械》 2026年第1期66-72,共7页
为了提升骨骼有限元建模的效率并减少仿真求解时间,本文以人体股骨为例,提出了一种基于三点弯曲实验的建模简化方法。首先,采用传统建模手段构建股骨模型,并通过三点弯曲仿真与尸体实验结果对比验证其有效性。随后,分别采用包覆填充与... 为了提升骨骼有限元建模的效率并减少仿真求解时间,本文以人体股骨为例,提出了一种基于三点弯曲实验的建模简化方法。首先,采用传统建模手段构建股骨模型,并通过三点弯曲仿真与尸体实验结果对比验证其有效性。随后,分别采用包覆填充与全局填充方法生成两种简化模型,并对三者进行三点弯曲仿真测试。结果表明:尽管包覆填充方法建模效率较高,但求解速度仍不理想;相比之下,使用全局填充方法建立的模型不仅建模迅速,且具有最短的求解时间,在保持模拟准确性的同时显著降低了计算时间。该方法为骨骼建模提供了高效实用的简化方案。 展开更多
关键词 骨骼建模 有限元分析 生物力学 三点弯曲仿真
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Sirtuins家族在脂肪生成中的功能研究进展
10
作者 崔金妍 徐虎 +2 位作者 张新 王园园 孙婴宁 《高师理科学刊》 2026年第1期91-96,共6页
Sirtuins是一类高度保守的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)依赖性去乙酰化酶,其家族7个成员(SIRT1~7)通过去乙酰化修饰等多种方式,在脂肪生成中具有核心调控作用。其中,SIRT1,SIRT2,SIRT5,SIRT6主要通过抑制关键成脂转录因子PPARγ的活性或... Sirtuins是一类高度保守的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)依赖性去乙酰化酶,其家族7个成员(SIRT1~7)通过去乙酰化修饰等多种方式,在脂肪生成中具有核心调控作用。其中,SIRT1,SIRT2,SIRT5,SIRT6主要通过抑制关键成脂转录因子PPARγ的活性或干扰其信号通路,负向调控脂肪生成;SIRT3,SIRT4,SIRT7则通过独特的分子机制促进脂肪沉积。综述了Sirtuins各成员在白色脂肪与棕色脂肪中的差异化功能及其分子机制,并探讨了以其为靶点干预肥胖、2型糖尿病等代谢性疾病的潜在前景,以期为相关领域的深入研究提供理论参考。 展开更多
关键词 Sirtuins家族 脂肪生成 2型糖尿病 乙酰化
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高纯度超分子弹性蛋白规模化生产及功效
11
作者 刘文睿 邓的妮 +4 位作者 王柯远 张斯顿 李凌 高豪天 吴俊俊 《生物加工过程》 2026年第1期38-47,共10页
本研究旨在开发超分子弹性蛋白的高效纯化技术,并系统评估其在细胞修复与皮肤护理中的生物学功效,为其在护肤领域的应用提供理论依据。通过镍柱亲和层析技术优化纯化工艺,蛋白自组装形成水凝胶提高蛋白稳定性,实现规模化生产。在细胞层... 本研究旨在开发超分子弹性蛋白的高效纯化技术,并系统评估其在细胞修复与皮肤护理中的生物学功效,为其在护肤领域的应用提供理论依据。通过镍柱亲和层析技术优化纯化工艺,蛋白自组装形成水凝胶提高蛋白稳定性,实现规模化生产。在细胞层面,通过增殖实验、划痕迁移实验和细胞黏附实验(0.5~10 g/L质量浓度梯度)评估超分子弹性蛋白对人皮肤成纤维细胞的作用;在人体皮肤测试中,通过皮肤光泽度分析、水分含量检测和弹性测定验证其护肤功效。在蛋白纯化得率保持在97%的基础上,成功制备纯度高达98.5%的超分子弹性蛋白,以其形成的水凝胶在常温储存12个月才出现降解。细胞实验结果显示:0.5和1.0μg/mL的超分子弹性蛋白分别促进细胞增殖23.91%和57.49%,而10 g/L水凝胶使细胞黏附率提升82.22%。人体测试结果表明:使用28 d后,皮肤光泽度提升29.2%,水分含量增加27.5%,皮肤弹性改善11.9%(P<0.01)。建立的规模化纯化工艺可稳定制备高纯度超分子弹性蛋白,其通过促进成纤维细胞活性显著改善皮肤生理指标。实验数据证实该蛋白在保湿、抗衰等护肤领域具有重要应用价值,为开发新型生物活性护肤品提供了科学依据。 展开更多
关键词 超分子弹性蛋白 生物合成 细胞实验 护肤功效
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金合欢素对酒精诱导小鼠肝损伤的保护作用
12
作者 刘家宝 王玉卉 张伟伟 《高师理科学刊》 2026年第2期51-56,共6页
探讨金合欢素(Acacetin,ACA)对酒精诱导的小鼠肝脏组织损伤的影响。酒精灌胃诱导肝损伤后处死小鼠,称量体质量和肝脏质量,通过HE染色观察肝脏形态学变化,试剂盒检测小鼠血清中谷丙转氨酶(Alanine aminotransferase,ALT)活性,并检测炎症... 探讨金合欢素(Acacetin,ACA)对酒精诱导的小鼠肝脏组织损伤的影响。酒精灌胃诱导肝损伤后处死小鼠,称量体质量和肝脏质量,通过HE染色观察肝脏形态学变化,试剂盒检测小鼠血清中谷丙转氨酶(Alanine aminotransferase,ALT)活性,并检测炎症因子相关基因IL-6,IL-10,TNFα和抗氧化相关基因SOD,Nrf2,HO-1,NQO1的mRNA表达水平。结果显示,与对照组(CK)相比,模型组(Model)小鼠血清ALT活性显著升高,炎症因子相关基因mRNA表达水平上调,抗氧化酶相关基因mRNA表达水平下降。与Model组相比,金合欢素低剂量干预组(Model+LACA)和高剂量干预组(Model+HACA),小鼠血清ALT活性显著降低,炎症因子相关基因mRNA表达水平降低,抗氧化酶相关基因mRNA表达水平均升高。结果表明,ACA能够减轻酒精诱导的小鼠肝脏损伤,研究结果可为ACA在酒精性肝病防治中的应用提供实验依据。 展开更多
关键词 酒精性肝损伤 氧化应激 金合欢素
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基于基因线路的合成生物传感器设计与应用
13
作者 邓稼轩 陈升言 王宝俊 《合成生物学》 北大核心 2026年第1期32-65,共34页
合成生物传感器利用基因编码的生物识别元件特异性识别靶标并将其转换成可量化的生物信号,然后通过基因线路介导的功能器件实现生物信号的定制化处理与多模态信号输出,具有生物相容性高、成本低、环境友好等优势,已在环境监测、生物制... 合成生物传感器利用基因编码的生物识别元件特异性识别靶标并将其转换成可量化的生物信号,然后通过基因线路介导的功能器件实现生物信号的定制化处理与多模态信号输出,具有生物相容性高、成本低、环境友好等优势,已在环境监测、生物制造过程监控、精准医学诊疗等领域展现出重要应用潜力。合成生物学方法和前沿技术的突破性进展,特别是基因线路的模块化工程设计原理、可编程动态调控策略和人工智能辅助的生物元件挖掘与从头设计技术,为合成生物传感器的开发提供了前所未有的助力。然而,当前合成生物传感器的产业化应用仍在多个性能指标方面面临制约。即:敏感性(Sensitivity)、特异性(Specificity)、响应速度(Speed)、稳定性(Stability)和安全性(BioSafety)——简称5S挑战。本文系统梳理了基于基因线路的合成生物传感器信号识别机制与设计范式,深入剖析了各类型合成生物传感器的技术优势与应用瓶颈,并归纳了代表性的基因线路传感功能扩展模块与应用案例。本文还介绍了合成生物传感器的关键特征以及典型优化方法,探讨了未来需要交叉融合新机制与新技术以实现合成生物传感器的范式突破与可预测定制,从而加速推动合成生物传感器广泛实际应用。 展开更多
关键词 合成生物传感器 基因线路 变构转录因子 双组分系统 核糖开关 核糖核酸调节子 成簇的规律性间隔的短回文重复序列/CRISPR相关蛋白(CRISPR/Cas)
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圆红冬孢酵母的高密度发酵产油过程研究
14
作者 方玉美 赫玲玲 +5 位作者 程顺利 张俊龙 黄玉喜 任秋鹤 赵绘婷 肖进彬 《中国油脂》 北大核心 2026年第1期97-102,共6页
为了探究圆红冬孢酵母的高密度发酵产油规律,用于调控油脂发酵过程以获得较大的生物量和油脂产量,在装液量30 L的50 L液态发酵罐中,采用生长代谢与发酵代谢两阶段发酵调控方式发酵圆红冬孢酵母,即在发酵0~42 h阶段溶解氧含量维持在40%~6... 为了探究圆红冬孢酵母的高密度发酵产油规律,用于调控油脂发酵过程以获得较大的生物量和油脂产量,在装液量30 L的50 L液态发酵罐中,采用生长代谢与发酵代谢两阶段发酵调控方式发酵圆红冬孢酵母,即在发酵0~42 h阶段溶解氧含量维持在40%~60%,温度32℃,pH 6.0,在发酵42~66 h阶段溶解氧含量维持在20%~30%,温度28℃,pH 6.0。对圆红冬孢酵母高密度发酵过程中生物量,碳源、氮源的消耗,油脂产量、脂肪得率系数、油脂脂肪酸组成,细胞内脂滴的形成及不同发酵阶段中富集通路的变化进行了研究。结果表明:圆红冬孢酵母高密度发酵结束时获得最大生物量为27.5 g/L,葡萄糖残留量为0.13 g/L,氮单位消耗量为0.524 g/L,油脂产量达11.935 g/L,其油脂中不饱和脂肪酸的含量高达61.656%;经葡萄糖消耗量和油脂产量计算得出,脂肪得率系数达到0.17 g/g;经激光共聚焦显微镜观察,发酵48 h时,脂质逐渐形成脂滴;由非靶向代谢分析得知,在发酵液中富集到的代谢通路中,精氨酸和脯氨酸代谢通路显著性影响最强,而在细胞内富集到的代谢通路中,ABC转运蛋白通路显著性影响最强。综上,通过两阶段(生长代谢与发酵代谢)溶解氧、温度调控策略,揭示了圆红冬孢酵母的高密度发酵产油过程中碳源、氮源的消耗规律,观察到脂滴的形成,并显著富集到与细胞生长及油脂合成相关代谢通路的变化。 展开更多
关键词 微生物油脂 圆红冬孢酵母 产油 高密度发酵 脂肪酸分析 油脂产量
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征稿简则
15
《合成生物学》 北大核心 2026年第1期F0003-F0003,共1页
1.《合成生物学》(双月刊)是由化学工业出版社、中国生物工程学会及国投生物科技投资有限公司共同主办,化学工业出版社出版的我国目前唯一专注于合成生物学领域的中文科技期刊,《合成生物学》的前身是中国生物工程学会会刊《生物产业技... 1.《合成生物学》(双月刊)是由化学工业出版社、中国生物工程学会及国投生物科技投资有限公司共同主办,化学工业出版社出版的我国目前唯一专注于合成生物学领域的中文科技期刊,《合成生物学》的前身是中国生物工程学会会刊《生物产业技术》,该刊自2020年第1期起更名为《合成生物学》,并开始立卷。2.合成生物学是一门“汇聚”型新兴学科,它在系统生物学基础上,融会工程科学原理,采用自下而上的策略,重编改造天然的或设计合成新的生物体系,以揭示生命规律和构筑新一代生物工程体系,被喻为认识生命的钥匙、改变未来的颠覆性技术,被国内科学家概括为“建物致知,建物致用”。 展开更多
关键词 合成生物学 系统生物学 工程科学 生物工程
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生物工程专业选修课微型项目重构式教学案例
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作者 王红云 袁晓君 +3 位作者 王天慧 高娟 贝毅桦 肖俊杰 《生物学杂志》 北大核心 2026年第1期126-130,共5页
以生物工程专业两门选修课为试点,以专业领域内的科技前沿成果为核心,开展微型项目重构式教学,即通过反思式、对比式学习,设计优选方案解决最新被关注的科学问题。课前,教师通过超星平台提供关键词及微型项目线索;学生完成信息检索,理... 以生物工程专业两门选修课为试点,以专业领域内的科技前沿成果为核心,开展微型项目重构式教学,即通过反思式、对比式学习,设计优选方案解决最新被关注的科学问题。课前,教师通过超星平台提供关键词及微型项目线索;学生完成信息检索,理解并发现问题,确立微型研究项目。课中,基于课程资料及检索成果,学生通过合作提出微型项目的解决方案;师生共同完成四方评价。课后,授课团队为学生开放省部级科研平台进行微型项目的科研实践与论证,完成理论教学与实践教学的闭环培养。多数学生认为该授课模式及教学内容对他们的科研生活产生正面影响,有助于优化专业选修课的教学生态。 展开更多
关键词 生物工程专业 专业选修课 微型项目重构 理论与实践闭环
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嗜热拟青霉耐热阿拉伯木聚糖酶的异源表达及其对麦芽糖化的影响
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作者 杨行 张文姣 +4 位作者 闫协民 赵伟 江正强 闫巧娟 杨绍青 《食品工业科技》 北大核心 2026年第1期189-196,共8页
目的:发掘耐热木聚糖酶并探究其在麦芽糖化中的应用潜力。方法:克隆嗜热拟青霉(Paecilomyces thermophila)J18木聚糖酶(PtXynA)基因,将其在黑曲霉中进行异源表达,在5 L发酵罐中采用液体深层发酵制备重组酶(PtXynA),进一步探究酶的酶学性... 目的:发掘耐热木聚糖酶并探究其在麦芽糖化中的应用潜力。方法:克隆嗜热拟青霉(Paecilomyces thermophila)J18木聚糖酶(PtXynA)基因,将其在黑曲霉中进行异源表达,在5 L发酵罐中采用液体深层发酵制备重组酶(PtXynA),进一步探究酶的酶学性质,最后评价重组酶在麦芽糖化中的应用效果。结果:重组菌经液体深层发酵96 h后,木聚糖酶的酶活力达到904.0 U/mL,蛋白含量为1.4 mg/mL。重组酶在pH7.0和70℃下表现出最高酶活力,在pH5.5~9.0和75℃以下保持稳定。PtXynA显示出严格的底物特异性,对小麦阿拉伯木聚糖(1993.2 U/mg)的比酶活力最高,其次为燕麦木聚糖(1782.5 U/mg)、榉木木聚糖(1552.0 U/mg)和桦木木聚糖(1238.7 U/mg)。在麦芽糖化过程中添加木聚糖酶(200 U/g麦芽),麦芽汁的过滤时间和黏度分别降低了43.9%和10.8%。结论:PyXynA具有优良的酶学特性,在啤酒糖化过程中显示出较大应用潜力。 展开更多
关键词 嗜热拟青霉 异源表达 嗜热木聚糖酶 阿拉伯木聚糖酶 麦芽糖化
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重组微小囊担子菌氨肽酶DmpA高效催化生产L-肌肽
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作者 孙晓瑄 张瑞婕 +3 位作者 孙雯 陈凌宇 朱显峰 张保国 《食品工业科技》 北大核心 2026年第1期226-235,共10页
本实验研究了一种来自微小囊担子菌MCA4210(Cystobasidium minutum MCA 4210)的氨肽酶基因dmpA催化合成L-肌肽的能力,构建基因工程菌株,以L-组氨酸和β-丙氨酸甲酯盐酸盐为底物催化合成L-肌肽,旨在提高L-肌肽的合成效率。将Cystobasidiu... 本实验研究了一种来自微小囊担子菌MCA4210(Cystobasidium minutum MCA 4210)的氨肽酶基因dmpA催化合成L-肌肽的能力,构建基因工程菌株,以L-组氨酸和β-丙氨酸甲酯盐酸盐为底物催化合成L-肌肽,旨在提高L-肌肽的合成效率。将Cystobasidium minutum MCA 4210来源的DmpA经密码子优化后在大肠杆菌BL21(DE3)(Escherichia coli BL21(DE3))中异源表达,并通过与麦芽糖结合蛋白(Maltose Binding Protein,MBP)进行融合表达提高目的蛋白可溶性表达和粗酶活性,构建重组菌株BL21(DE3)-MBP-DmpA,对重组菌株进行诱导表达条件和转化条件的探究。结果表明,实验成功将目的基因片段与MBP相连得到重组菌株BL21(DE3)-MBP-DmpA,经诱导条件优化粗酶活达到了145 U;经转化条件优化L-肌肽产量高达55.72 g/L,产率达54.54%。本研究将具有L-肌肽合成功能的Cystobasidium minutum MCA 4210来源的DmpA在大肠杆菌中异源表达,通过添加助溶标签和条件优化实现了L-肌肽的高效生产,所得L-肌肽的产量为目前报道最高,为基因工程菌工业化生产L-肌肽提供了实验基础,具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 氨肽酶 DMPA L-肌肽 麦芽糖结合蛋白 异源表达 酶催化转化
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利用甲醇合成透明质酸及其寡糖的毕赤酵母细胞工厂的构建与优化
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作者 叶子扬 朱泰承 +1 位作者 李寅 毛相朝 《食品工业科技》 北大核心 2026年第5期217-226,共10页
透明质酸是一种广泛用于食品、医药和化妆品领域的高价值糖胺聚糖。为探索更绿色、经济的透明质酸生产方式,本研究以毕赤酵母为细胞工厂,评估了利用一碳甲醇合成透明质酸的可行性。首先,在毕赤酵母中设计并构建了透明质酸合成途径,通过... 透明质酸是一种广泛用于食品、医药和化妆品领域的高价值糖胺聚糖。为探索更绿色、经济的透明质酸生产方式,本研究以毕赤酵母为细胞工厂,评估了利用一碳甲醇合成透明质酸的可行性。首先,在毕赤酵母中设计并构建了透明质酸合成途径,通过液相色谱和质谱分析对产物进行了定量和定性检测,验证了细胞工厂的成功构建。在此基础上,筛选了不同来源的透明质酸合酶以提升产量。结果显示,来源于兽疫链球菌的透明质酸合酶seHAS具有最高的合成效率,在摇瓶发酵条件下透明质酸产量达到941 mg/L,分子量约1100 kDa。此外,本研究还筛选了高活性表达的透明质酸降解酶,并通过外源添加或共表达的方式,探究了透明质酸生产效率的限制因素。结果表明,降解酶FhChAC能够在毕赤酵母中高效表达。通过外源添加或共表达FhChAC能有效释放积累在细胞表面的透明质酸多糖,并将其降解为寡糖,从而显著提升生产效率。通过以上优化,最终在摇瓶发酵中获得了5.6 g/L不饱和二糖形式的透明质酸寡糖产物。本研究为工程毕赤酵母利用一碳甲醇生产透明质酸提供了重要的理论和技术参考。 展开更多
关键词 透明质酸 毕赤酵母 代谢工程 透明质酸降解酶 透明质酸合酶 甲醇
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黑曲霉β-甘露聚糖酶的高效重组表达、表征及在水解咖啡渣中的应用
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作者 姚琪 孙丹阳 +2 位作者 闫巧娟 李延啸 江正强 《食品工业科技》 北大核心 2026年第3期156-162,共7页
咖啡渣是速溶咖啡生产过程中产生的主要副产物,含有丰富的半乳甘露聚糖,利用甘露聚糖酶能够将其水解为具有多种功能活性的甘露糖和甘露寡糖,有效提高产品附加值。本研究将黑曲霉(Aspergillus niger)来源的β-甘露聚糖酶基因(AnMan26)在... 咖啡渣是速溶咖啡生产过程中产生的主要副产物,含有丰富的半乳甘露聚糖,利用甘露聚糖酶能够将其水解为具有多种功能活性的甘露糖和甘露寡糖,有效提高产品附加值。本研究将黑曲霉(Aspergillus niger)来源的β-甘露聚糖酶基因(AnMan26)在黑曲霉工程菌(FBL-B)中进行重组表达,表征了该酶的酶学性质,进而将其用于水解咖啡渣制备甘露糖和甘露寡糖。结果表明:重组黑曲霉经168 h高密度发酵后,甘露聚糖酶产酶水平达1830 U/mL。该酶的最适pH为5.0,最适温度为45℃,在pH3.0~7.0和45℃以下保持稳定。将An Man26和α-半乳糖苷酶复配水解微波处理后的咖啡渣,水解8 h后咖啡渣中甘露聚糖的水解率为42.3%,水解产物得率为20.3%,主要成分为甘露糖(44.1%)、甘露二糖(2.5%)、甘露三糖(10.9%)和甘露六糖(1.5%)。该酶具有优良的酶学性质,能够有效水解咖啡渣制备甘露糖和甘露寡糖,为咖啡渣的高值化利用提供了理论和实践基础。 展开更多
关键词 黑曲霉 Β-甘露聚糖酶 高效表达 酶学性质 咖啡渣
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