廣泛的工業(yè)應用和不斷加速的人類活動導致了環(huán)境中嚴重的重金屬污染問題，對生態(tài)環(huán)境安全和人民群眾健康造成極大威脅。原位、在線的監(jiān)控預警技術(shù)是實現(xiàn)重金屬污染高效防控的有力保障。砷和銻是我國高度關(guān)注的兩種重金屬污染物。盡管砷污染防控已經(jīng)進行了大量的研究，基于亞砷酸鹽轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子ArsR蛋白構(gòu)建的全細胞生物傳感器也已成功應用于農(nóng)村地區(qū)亞砷酸鹽污染的現(xiàn)場監(jiān)控。但迄今為止，關(guān)于銻的特異性生物識別元件及其全細胞生物傳感器的構(gòu)建和應用仍未見報道。

　　近日，廣東省科學院微生物研究所（以下簡稱省科學院微生物所）許玫英研究團隊針對以上問題，以合成生物學的理念，構(gòu)建了一種新的銻特異性全細胞生物傳感策略，為砷/銻雙信號同步在線監(jiān)測的生物傳感技術(shù)的建立提供了科學支撐。該團隊通過分析銻暴露誘導表達的響應基因，在食異源物鞘氨醇菌Sphingobium xenophagum C1菌株中鑒定了一種新型的三氧化二銻特異識別元件SxArsR轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白。證實了SxArsR與三氧化二銻的結(jié)合特異性是由帶正電荷的“HCXC”基序決定，而SxArsR起始密碼子上游的?79區(qū)域是SxArsR結(jié)合的核心操縱子/啟動子序列?；赟xArsR蛋白的特異性和SxArsR結(jié)合DNA序列的敏感性，研究人員在大腸桿菌細胞中植入并展示了由SxArsR核心操縱子/啟動子區(qū)控制的SxArsR-螢火蟲熒光素酶融合蛋白，使三氧化二銻濃度與誘導生物發(fā)光信號成正比，構(gòu)建了一種新型的大腸桿菌全細胞生物傳感器。這種基于SxArsR轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子構(gòu)建的生物傳感器對三氧化二銻具有高特異性、靈敏性和線性響應，對環(huán)境水樣和沉積物中痕量三氧化二銻也表現(xiàn)出良好的監(jiān)測性能。

銻特異性生物識別元件及其全細胞生物傳感器的構(gòu)建與應用

　　相關(guān)成果發(fā)表于國際生物傳感器研究領域Top期刊《Biosensors and Bioelectronics》，省科學院微生物所陳杏娟研究員為第一作者，許玫英研究員為通訊作者。該研究工作得到了國家重點研發(fā)計劃“合成生物學專項”、廣州市重點研發(fā)計劃等項目資助。

　　原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.bios.2022.114838

　?。ㄊ】茖W院微生物所/供稿）