最近，权威的国际合成生物学杂志“ ACSSyntheticBiology”发表在在网上发表了合作研究结果“使用扩展的操作范围的XylR / xylO系统设计，进化和表征大肠杆菌中的木糖生物传感器”。上海交通大学生命科学与技术学院的赵新庆教授和得克萨斯大学奥斯汀分校的HalAlper教授。赵新庆教授和HalAlper教授是本文的共同通讯作者。本论文的第一作者是赵新庆教授和白凤武教授共同指导下的博士生唐瑞琪。木糖是木质纤维素水解物中仅次于葡萄糖的可发酵糖。提高其利用效率对于水解产物中全糖的有效转化至关重要。因此，构建一种能够充分利用包括木糖微生物菌种在内的混合糖的重组方法是生物质生物炼制的重要研究内容。近年来，为不同的底物或代谢物设计的各种生物传感器已被广泛用于菌株育种。然而，迄今为止报道的木糖传感器的木糖浓度响应范围是非常有限的，在较低的木糖浓度下达到饱和，并且不能在培养基中的发酵条件下对木糖浓度做出良好的响应，这限制了生物传感器的这些应用。高通量菌株筛选。因此，构建具有较高梯度响应浓度的木糖传感器对于有效筛选菌株具有重要意义。基于大肠杆菌木糖活化因子XylR和相应的操纵子（xylO），本研究设计并构建了一种新型的大肠杆菌木糖传感器，并采用易错PCR和流式细胞仪进行筛选，并进行了梯度反应浓度的测定。射程大大增加。突变型木糖传感器在0至10g / L木糖之间具有良好的梯度响应。同时，XylR / xylO系统也可以应用于木糖诱导的β-半乳糖苷酶和番茄红素生物合成途径的表达。该研究将野生型高灵敏度木糖传感器转变为具有更宽响应范围的传感器。通过有针对性的驯化，可以将“劣等”的不灵敏的传感器安装到显示器上。选择了传统意义上的传感器，这也为其他生物传感器的转化和进化提供了机会。新主意。在以前的研究中，赵新庆教授和白凤武教授的研究小组使用宏基因组测序分析和功能验证来鉴定牛粪宏基因组学中的一种新型木糖异构酶基因。该基因在酿酒酵母中表达后，获得了良好的结果。木糖的利用效果与其他学者通过多轮蛋白质定向程序筛选的相似酶基因的表达效果相当，表明存在天然的酶基因资源，在自然界中表现良好。相关研究发表在《应用微生物学和生物技术》（Applied Microbiology and Biotechnology）中。 （103：9465-9477）。该研究也为反刍和草食性粪便宏基因组学获得单糖代谢酶基因提供了参考。获得的酶基因资源可用于构建高效的生物转化微生物重组菌株并提高生物精制效率（文章链接doi：10.1007 / s00253-019-10161-1）。上海交通大学工业微生物与生物过程工程实验室（IMBE）从事微生物代谢工程，合成生物学和发酵工艺优化研究已有多年，并在木质纤维素生物炼制领域取得了一系列成就。为促进绿色制造和持续经济发展提供了基础。该研究由国家自然科学基金重点项目（No.21536006）和微生物代谢国家重点实验室开放项目（No.MMLKF19-01）资助。