隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，生態(tài)系統(tǒng)中新污染物的種類日益增加。我國(guó)十四五規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)明確要求“重視新污染物治理”?？焖?、精準(zhǔn)、原位的監(jiān)測(cè)和評(píng)估技術(shù)是有效防控新污染物的有力保障。然而，傳統(tǒng)分析方法大多需要專業(yè)設(shè)備和培訓(xùn)、操作復(fù)雜、耗費(fèi)昂貴，更重要的是無(wú)法原位監(jiān)測(cè)污染物的環(huán)境濃度及其毒性效應(yīng)。尤其是對(duì)于具有痕量性和隱蔽性的新污染物，亟需開發(fā)新的監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù)方法。十溴二苯醚是一種典型新污染物，由于缺乏對(duì)其生物降解途徑與調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)知，該新污染物的生物監(jiān)測(cè)傳感器的研究與開發(fā)受到極大的限制。

　　近日，省科學(xué)院微生物研究所許玫英研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)分析比較不同菌株對(duì)十溴二苯醚暴露響應(yīng)的基因表達(dá)激活特點(diǎn)以及有機(jī)物-蛋白質(zhì)相互作用特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)了一種特異識(shí)別十溴二苯醚的新型跨膜信號(hào)蛋白。在此基礎(chǔ)上，以合成生物學(xué)的理念和技術(shù)手段，在高疏水性底盤細(xì)胞的細(xì)胞膜上植入并展示了融合螢火蟲熒光素酶的胞外傳感信號(hào)蛋白，構(gòu)建了一種新型的全細(xì)胞微生物傳感器。這種高疏水全細(xì)胞生物傳感器對(duì)十溴二苯醚具有高度的特異性、靈敏度和線性響應(yīng)，無(wú)需提取純化的步驟即可實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)污染物的定量監(jiān)測(cè)。由于十溴二苯醚信號(hào)受體蛋白被展示在細(xì)胞膜外，高疏水全細(xì)胞微生物傳感器可以自動(dòng)捕獲十溴二苯醚并實(shí)時(shí)測(cè)量其誘導(dǎo)的發(fā)光信號(hào)。此外，這種基于全細(xì)胞培養(yǎng)而無(wú)需裂解細(xì)胞的生物監(jiān)測(cè)方法還可以用于測(cè)定十溴二苯醚對(duì)細(xì)胞代謝和生長(zhǎng)的影響，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)污染物生物毒性的快速評(píng)價(jià)。

　　相關(guān)研究近日發(fā)表在國(guó)際期刊Chemical Engineering Journal上，陳杏娟研究員為論文第一作者。這項(xiàng)研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、廣州市重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目等項(xiàng)目的資助。

　　論文信息：Chen, X., Yao, H., Song, D., Sun, G., & Xu, M. (2021). Extracellular chemoreceptor of deca-brominated diphenyl ether and its engineering in the hydrophobic chassis cell for organics biosensing. Chemical Engineering Journal, 133266.

　　原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.133266

（省科學(xué)院微生物研究所  陳杏娟/供稿）