设计“靶向”传感器，是超越“质谱技术”的小分子检测“圣杯”

小桔灯网

在生物学研究、生物技术尤其是合成生物学中，检测小分子是一种不可或缺的能力。例如，在生物制药、生物能源等产业中，需要利用细胞工厂生产小分子。来自哈佛大学George Church的博士后研究员Dan Mandell表示：如普通工厂的健身一般，细胞培养过程也需要优化。在许多情况下，我们可以创建一个很有价值的化合物，但收益率很低。

图注：（左）传统检测小分子方法，当配体结合区（LBD）结合域遇上绿色荧光蛋白(GFP)：配体不存在(1)；配体存在(2)。

（右）传感器连接DNA结合域(DBD)(3)；当配体存在时，基因组中DBD为红色，表达时为黄色(4)。

DNA结合域

为了提高出产率，科学家们尽可能地尝试各种方法。例如质谱技术，是一种检测小分子化合物的可靠且灵敏的方法，但其具有昂贵、耗时多且操作不便的缺点。而一些特殊的传感器仅能检测的化合物种类屈指可数。

为了改善这一状况，研究亟需创造出一种配体结合区（LBD），即结合小分子且不易被降解的多肽链，但可以融合部分蛋白，LBD区或可发出荧光，或可报告基因的转录情况，从而很容易检测到相应信号。即传感器可以特异性地对目标DNA分子进行检测，且具有较高的灵敏性。

据了解，目前Dan Mandell的团队已经创造除了两种类型的配体结合区（LBD），分别是针对Digoxin和progesterone的，将其融合到各种蛋白质会创造出一系列传感器，可以检测酵母、人体细胞甚至植物中的两类固醇。

加州大学伯克利分校的Jay Keasling教授表示，创建用来检测和测量细胞内的分子水平的传感器是合成生物学的圣杯。

推荐阅读：

Sensors for All

来源：生物探索