近日，浙江農(nóng)林大學(xué)尹良鴻副教授團(tuán)隊在《Biotechnology Advances》期刊發(fā)表題為“Advances in transcription factor-based biosensors for natural product biosynthesis: Optimization, emerging technologies, and future prospects”的論文。該論文聚焦于轉(zhuǎn)錄因子生物傳感器（TFBs）在天然產(chǎn)物生物制造中的關(guān)鍵作用，系統(tǒng)梳理了其工程化進(jìn)展、應(yīng)用瓶頸及未來發(fā)展方向。浙江農(nóng)林大學(xué)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為該論文為該論文第一單位和通訊作者單位，生物制藥22級本科生張笑涵為第一作者，尹良鴻副教授和丁娜娜副教授為論文的共同通訊作者。

天然產(chǎn)物結(jié)構(gòu)復(fù)雜、提取困難，難以通過傳統(tǒng)化學(xué)方法實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。微生物細(xì)胞工廠為其可持續(xù)生產(chǎn)提供了重要途徑，但代謝通路的上下調(diào)控或敲除往往導(dǎo)致底物供應(yīng)失衡、反饋抑制及細(xì)胞毒性等問題，從而限制產(chǎn)量提升。轉(zhuǎn)錄因子生物傳感器（TFBs）能夠在細(xì)胞內(nèi)實(shí)時響應(yīng)代謝物變化，并將其轉(zhuǎn)化為可檢測信號，在代謝通路的監(jiān)測和動態(tài)調(diào)控中至關(guān)重要，是高效合成天然產(chǎn)物的關(guān)鍵工具。然而，現(xiàn)有的轉(zhuǎn)錄因子數(shù)量有限，且在靈敏度和動態(tài)范圍方面仍存在不足，限制了其在生物制造領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。近年來，蛋白質(zhì)工程、結(jié)構(gòu)預(yù)測（如AlphaFold、Snowprint）與人工智能驅(qū)動的設(shè)計策略顯著加速了 TFB 性能優(yōu)化與新型傳感器的開發(fā)。同時，對于毒性或難以跨膜運(yùn)輸?shù)拇x物，研究者也正在探索無細(xì)胞體系及非模式微生物等新平臺，以突破傳統(tǒng)生物傳感策略的限制。

文章闡述了基于轉(zhuǎn)錄因子的生物傳感器在天然產(chǎn)物生物合成中的最新進(jìn)展，總結(jié)了TFBs性能優(yōu)化、TFBs調(diào)控天然產(chǎn)物高效合成的代謝工程循環(huán)等關(guān)鍵內(nèi)容，并深入分析了當(dāng)前面臨的技術(shù)瓶頸，提出了跨學(xué)科融合、智能化設(shè)計和面向工業(yè)化的未來發(fā)展趨勢，對推動天然產(chǎn)物的高效、精準(zhǔn)生物制造具有重要意義。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2025.108765