近日，廣東省科學(xué)院微生物研究所研究員許玫英團(tuán)隊(duì)在構(gòu)建重金屬銻的特異性識別全細(xì)胞生物傳感器研究方面取得新進(jìn)展。相關(guān)研究發(fā)表于Biosensors and Bioelectronics。陳杏娟研究員為該論文第一作者，許玫英研究員為通訊作者。

　　廣泛的工業(yè)應(yīng)用和不斷加速的人類活動導(dǎo)致了環(huán)境中嚴(yán)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(yù)警技術(shù)是實(shí)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2種重金屬污染物。盡管砷污染防控已經(jīng)進(jìn)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(xì)胞生物傳感器也已成功應(yīng)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(xì)胞生物傳感器的構(gòu)建和應(yīng)用仍未見報(bào)道。

　　在該項(xiàng)工作中，研究人員以合成生物學(xué)的理念，構(gòu)建了一種新的銻特異性全細(xì)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(xué)支撐。他們通過分析銻暴露誘導(dǎo)表達(dá)的響應(yīng)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(shí)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。

　　基于SxArsR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(xì)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(dǎo)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(xì)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(yīng)，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。

　　該研究工作得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“合成生物學(xué)專項(xiàng)”、廣州市重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目資助。