Những tiến bộ và triển vọng của cảm biến sinh học được mã hóa di truyền trong phát hiện dấu ấn sinh học và các mạch chẩn đoán trị liệu (theranostic)

Tóm tắt nghiên cứu Bối cảnh: Phát hiện dấu ấn sinh học (biomarker) hiệu quả là yếu tố then chốt để chẩn đoán bệnh trên lâm sàng một cách kịp thời và chính xác. Tuy nhiên, các phương pháp phân tích thông thường thường bị hạn chế bởi quy trình tốn công sức, phụ thuộc vào thiết bị chuyên dụng và vốn không thể theo dõi liên tục tại chỗ (in situ). Phương pháp: Để khắc phục những hạn chế này, sinh học tổng hợp đã đi đầu trong việc phát triển các cảm biến sinh học được mã hóa di truyền như một giải pháp thay thế nhanh, có độ nhạy cao và chi phí thấp. Bài tổng quan này tập trung cụ thể vào các cảm biến sinh học dựa trên điều hòa phiên mã, chủ yếu là các cảm biến sử dụng yếu tố phiên mã dị lập thể (allosteric transcription factors, aTF) và hệ thống hai thành phần (two-component systems, TCS). Bằng cách tích hợp các mô-đun cảm biến điều hòa này vào các vi sinh vật nền (chassis) được thiết kế, các nhà nghiên cứu có thể theo dõi dấu ấn sinh học liên tục, theo thời gian thực, ngay cả trong những môi trường sinh lý phức tạp và khó tiếp cận. Bài tổng quan đặc biệt tập trung vào vi sinh vật nền thay vì hệ thống ở động vật có vú, do di truyền học của chúng dễ thao tác, động học đáp ứng nhanh và tiềm năng độc đáo khi được triển khai như các probiotic sống tự hoạt động để chẩn đoán trị liệu (theranostics) tại chỗ. Kết quả: Hơn nữa, việc ghép các cảm biến này với các gene thực thi (actuator) được thiết kế cho phép xây dựng các mạch di truyền trị liệu thông minh. Mô hình chẩn đoán trị liệu vòng…