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通过重新配置金属运输和利用自然基因库开发的敏感和特异的镉生物传感器( Sensitive and Specific Cadmium Biosensor Developed by Reconfiguring Metal Transport and Leveraging Natural Gene Repositories )
MY He YJ Lin YL Kao K Pu HHD Chou smartphone detection synthetic biology metal homeostasis trade-off whole-cell biosensor cadmium
全细胞生物传感器可用于监测公众健康和生态系统中的重金属毒性，但其发展一直受到灵敏度和特异性之间内在权衡的阻碍。在这里，我们展示了一个有效的工程解决方案，通过构建一个敏感、特异、高响应的致癌镉离子生物传感器。我们对大肠杆菌的金属转运系统进行遗传编程，以富集胞内镉离子，剥夺干扰金属物种。然后我们从GenBank数据库中筛选出16个镉敏感转录因子，并以绿色荧光蛋白的表达为读数，检测它们在工程大肠杆菌中对14种金属离子的反应性。所制备的镉生物传感器具有较高的特异性,检测限为3 nM,荧光强度在0-200 nM范围内呈线性增加,最大信号变化达777倍。利用这种全细胞生物传感器、智能手机和低技术设备，我们开发了一种能够测量灌溉水和人尿液中相同浓度范围的镉离子的简单测定法。这种方法方便用户，成本效益高，使其能够负担得起在农业和医药中筛查大量样品的镉毒性。此外，我们的工作突出了天然基因库作为生物工程的宝箱。
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