基于CRISPR/Cas9的工程Escherichia coli生物传感器用于在饮用水中敏感和特定检测Cd(II)

科学领域:

• 环境科学 环境科学
• 生物技术是生物技术.
• 分析化学 分析化学

背景情况:

• (Cd) 是一种广泛存在的环境污染物,对人类健康有重大风险.
• 准确监测饮用水中的 (Cd) 对于保护公众健康至关重要.
• 目前用于Cd (II) 检测的细菌生物传感器遭受弱信号和来自其他物质的干扰.

研究的目的:

• 开发一种高度敏感和特定的全细胞生物传感器,用于在水中检测Cd.
• 设计一种能够在低度下可靠检测Cd (II) 的大肠杆菌菌株.

主要方法:

• 在大肠杆菌中使用CRISPR/Cas9基因编辑构建了一个稳定的全细胞生物传感器,K12-PMP-luxCDABE-△cysI.
• 整合了一个双促进体系统 (Pmer和merR(m)) 与光酶基因 (luxCDABE).
• 通过敲除抗基因cysI.I.的增强Cd(II) 敏感性.

主要成果:

• 该K12-PMP-luxCDABE-△cysI生物传感器显示了0.0052 mg/L的Cd的检测范围.
• 与其他工程菌株相比,实现了优越的光强度,满足饮用水限制.
• 对Cd(II) 呈现出高特异性,没有Zn(II),Hg(II或Pb(II) 的干扰.
• 在高稳定性 (RSD <5%) 的真实饮用水样本中表现出色.

结论:

• 工程化大肠杆菌生物传感器K12-PMP-luxCDABE-△cysI是敏感和特定Cd (II) 检测的一个有希望的工具.
• 这种生物传感器克服了以前方法的局限性,在复杂的样本中提供可靠的监测.
• 开发的菌株为环境水质评估提供了稳定有效的平台.