天津工生所研究团队开发出新型甘氨酸生物传感器

近日，从中国科学院天津工业生物技术研究所（以下简称天津工生所）获悉，该所微生物代谢工程研究团队成功开发出一种基于转录调控因子的特异性甘氨酸生物传感器。这一成果不仅填补了甘氨酸高效检测手段的空白，同时也为其他氨基酸及小分子代谢物的检测提供了模块化设计新策略。

甘氨酸是一种大宗氨基酸，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。然而，长期以来，缺乏高效的甘氨酸检测手段以及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。建立能够快速、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。

天津工生所研究团队利用大肠杆菌中天然的GcvA/GcvR转录调控系统，通过平衡激活因子GcvA与抑制因子GcvR的表达水平，成功构建出可以实时响应甘氨酸浓度的生物传感器。实验数据显示，该系统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。研究团队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，获得的最优突变体使甘氨酸含量提高了2.25倍。

据介绍，该特异性甘氨酸生物传感器的构建，为氨基酸发酵过程监控和高产菌株筛选提供了新的技术工具。该研究工作得到了国家自然科学基金委杰出青年项目、面上项目、基础科学中心项目以及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《生物传感器与生物电子学》（Biosensors and Bioelectronics），并已申请发明专利1项。

近年来，天津港保税区加快对生物制造产业前瞻性布局，建有以天津工生所、国家合成生物技术创新中心等为代表的创新策源机构，汇聚了低碳合成工程生物学全国重点实验室、京津冀食品营养健康与安全创新平台等一批国家级平台机构，涌现出二氧化碳人工合成淀粉、健康糖、菌丝蛋白、骨化二醇、DNA合成仪等一批标志性生物制造项目，逐步形成产业体系完备、人才项目荟萃、政策支撑引领、场景应用丰富的生物制造产业生态。未来，保税区将加速构建形成生物制造产业“空港科技研发+临港规模生产”的空间布局，全力打造形成生物制造产业创新策源集聚、科技成果孵化产业化高效、创新要素自由流动的百亿级产业集群。