甘氨酸是一种大宗氨基酸，也是多种生物中重要的代谢物和细胞信号分子，在细胞代谢和核苷酸合成中扮演关键角色，同时也是多种高附加值化合物的前体。目前缺乏高效的甘氨酸检测手段且其合成关键酶活性不足，导致甘氨酸细胞工厂的开发进展缓慢。因此，建立一个能够快速、高效且灵敏监测甘氨酸产量的生物传感器对推动甘氨酸的生物制造至关重要。

中国科学院天津工业生物技术研究所微生物代谢工程研究团队利用大肠杆菌中天然的GcvA/GcvR转录调控系统，成功构建出可以实时响应甘氨酸浓度的生物传感器。该系统通过平衡激活因子GcvA与抑制因子GcvR的表达水平，显著降低了背景荧光噪音，并实现了16.45倍的甘氨酸诱导荧光增强。进一步结合荧光激活细胞分选技术，将传感器应用于磷酸丝氨酸氨基转移酶（SerC）突变体的筛选，最优突变体使甘氨酸含量提高了2.25倍。该工作首次构建了基于转录调控因子的特异性甘氨酸生物传感器，也为其它氨基酸及小分子代谢物的检测提供了模块化设计策略。

该研究工作得到国家自然科学基金委杰出青年项目、面上项目、基础科学中心项目和天津市合成生物技术创新能力提升行动等项目的资助，相关成果已发表于国际学术期刊Biosensors and Bioelectronics，并申请专利1项。重庆大学客座培养硕士研究生彭佳妮为论文第一作者，天津工生所张学礼研究员、孙喆研究员和重庆大学王永忠教授为论文的共同通讯作者。

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新型甘氨酸生物传感器的设计与应用