• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

一种合成的多功能哺乳动物 pH 传感器和 CO2 转基因控制装置。

A synthetic multifunctional mammalian pH sensor and CO2 transgene-control device.

机构信息

Department of Biosystems Science and Engineering, ETH Zurich, Mattenstrasse 26, 4058 Basel, Switzerland.

IUT Lyon 1, Département Génie Biologique, 74 Boulevard Niels Bohr, 69622 Villeurbanne Cedex, France.

出版信息

Mol Cell. 2014 Aug 7;55(3):397-408. doi: 10.1016/j.molcel.2014.06.007. Epub 2014 Jul 10.

DOI:10.1016/j.molcel.2014.06.007
PMID:25018017
Abstract

All metabolic activities operate within a narrow pH range that is controlled by the CO2-bicarbonate buffering system. We hypothesized that pH could serve as surrogate signal to monitor and respond to the physiological state. By functionally rewiring the human proton-activated cell-surface receptor TDAG8 to chimeric promoters, we created a synthetic signaling cascade that precisely monitors extracellular pH within the physiological range. The synthetic pH sensor could be adjusted by organic acids as well as gaseous CO2 that shifts the CO2-bicarbonate balance toward hydrogen ions. This enabled the design of gas-programmable logic gates, provided remote control of cellular behavior inside microfluidic devices, and allowed for CO2-triggered production of biopharmaceuticals in standard bioreactors. When implanting cells containing the synthetic pH sensor linked to production of insulin into type 1 diabetic mice developing diabetic ketoacidosis, the prosthetic network automatically scored acidic pH and coordinated an insulin expression response that corrected ketoacidosis.

摘要

所有代谢活动都在由二氧化碳-碳酸氢盐缓冲系统控制的狭窄 pH 范围内进行。我们假设 pH 值可以作为替代信号来监测和响应生理状态。通过将人质子激活细胞表面受体 TDAG8 功能重接到嵌合启动子上,我们创建了一个合成信号级联反应,可精确监测生理范围内的细胞外 pH 值。该合成 pH 传感器可被有机酸以及气态 CO2 调节,从而使 CO2-碳酸氢盐平衡向氢离子转移。这使得设计气体可编程逻辑门成为可能,为微流控设备内部的细胞行为提供了远程控制,并允许在标准生物反应器中 CO2 触发生物制药的生产。当将含有与胰岛素生产相关的合成 pH 传感器的细胞植入到发生糖尿病酮症酸中毒的 1 型糖尿病小鼠中时,该假体网络会自动记录酸性 pH 值,并协调胰岛素表达反应以纠正酮症酸中毒。

相似文献

1
A synthetic multifunctional mammalian pH sensor and CO2 transgene-control device.一种合成的多功能哺乳动物 pH 传感器和 CO2 转基因控制装置。
Mol Cell. 2014 Aug 7;55(3):397-408. doi: 10.1016/j.molcel.2014.06.007. Epub 2014 Jul 10.
2
A synthetic optogenetic transcription device enhances blood-glucose homeostasis in mice.一种合成光遗传学转录装置可增强小鼠的血糖稳态。
Science. 2011 Jun 24;332(6037):1565-8. doi: 10.1126/science.1203535.
3
Activation of T cell death-associated gene 8 regulates the cytokine production of T cells and macrophages in vitro.T 细胞死亡相关基因 8 的激活调节体外 T 细胞和巨噬细胞的细胞因子产生。
Eur J Pharmacol. 2012 May 15;683(1-3):325-31. doi: 10.1016/j.ejphar.2012.03.007. Epub 2012 Mar 15.
4
Estimating cell specific oxygen uptake and carbon dioxide production rates for mammalian cells in perfusion culture.估算灌注培养的哺乳动物细胞的细胞特异性耗氧率和二氧化碳生成率。
Biotechnol Prog. 2011 Sep-Oct;27(5):1347-57. doi: 10.1002/btpr.646. Epub 2011 May 27.
5
Differential proton sensitivity of related G protein-coupled receptors T cell death-associated gene 8 and G2A expressed in immune cells.免疫细胞中表达的相关G蛋白偶联受体T细胞死亡相关基因8和G2A的质子敏感性差异
Proc Natl Acad Sci U S A. 2005 Feb 1;102(5):1632-7. doi: 10.1073/pnas.0409415102. Epub 2005 Jan 21.
6
Involvement of proton-sensing TDAG8 in extracellular acidification-induced inhibition of proinflammatory cytokine production in peritoneal macrophages.质子感应蛋白TDAG8参与细胞外酸化诱导的腹膜巨噬细胞促炎细胞因子产生的抑制作用。
J Immunol. 2009 Mar 1;182(5):3243-51. doi: 10.4049/jimmunol.0803466.
7
Hyperventilation in severe diabetic ketoacidosis.重度糖尿病酮症酸中毒中的过度通气
Pediatr Crit Care Med. 2005 Jul;6(4):405-11. doi: 10.1097/01.PCC.0000164343.20418.37.
8
On-chip CO2 control for microfluidic cell culture.片上 CO2 控制用于微流控细胞培养。
Lab Chip. 2011 Dec 7;11(23):4041-6. doi: 10.1039/c1lc20505f. Epub 2011 Oct 14.
9
A synthetic metabolite-based mammalian inter-cell signaling system.一种基于合成代谢物的哺乳动物细胞间信号传导系统。
Mol Biosyst. 2009 Jul;5(7):757-63. doi: 10.1039/b902070p. Epub 2009 Apr 28.
10
Biocompatible multi-address 3D cell assembly in microfluidic devices using spatially programmable gel formation.利用空间可编程凝胶形成技术在微流控装置中进行生物相容的多地址 3D 细胞组装。
Lab Chip. 2011 Jul 21;11(14):2316-8. doi: 10.1039/c1lc20306a. Epub 2011 Jun 1.

引用本文的文献

1
Cell-free protein synthesis and vesicle systems for programmable therapeutic manufacturing and delivery.用于可编程治疗性制造和递送的无细胞蛋白质合成与囊泡系统。
J Biol Eng. 2025 Jun 5;19(1):55. doi: 10.1186/s13036-025-00523-x.
2
Engineered poly(A)-surrogates for translational regulation and therapeutic biocomputation in mammalian cells.用于哺乳动物细胞中转录调控和治疗性生物计算的工程化多聚(A)替代物。
Cell Res. 2024 Jan;34(1):31-46. doi: 10.1038/s41422-023-00896-y. Epub 2024 Jan 4.
3
Performance Prediction of Fundamental Transcriptional Programs.
基本转录程序的性能预测。
ACS Synth Biol. 2023 Apr 21;12(4):1094-1108. doi: 10.1021/acssynbio.2c00593. Epub 2023 Mar 19.
4
Emerging technologies for genetic control systems in cellular therapies.细胞治疗中遗传控制系统的新兴技术。
Curr Opin Biotechnol. 2022 Dec;78:102833. doi: 10.1016/j.copbio.2022.102833. Epub 2022 Nov 3.
5
Biomarker-driven feedback control of synthetic biology systems for next-generation personalized medicine.用于下一代个性化医学的合成生物学系统的生物标志物驱动反馈控制。
Front Bioeng Biotechnol. 2022 Sep 26;10:986210. doi: 10.3389/fbioe.2022.986210. eCollection 2022.
6
Implementation of a Novel Optogenetic Tool in Mammalian Cells Based on a Split T7 RNA Polymerase.基于 T7 RNA 聚合酶分裂的新型光遗传学工具在哺乳动物细胞中的应用。
ACS Synth Biol. 2022 Aug 19;11(8):2650-2661. doi: 10.1021/acssynbio.2c00067. Epub 2022 Aug 3.
7
A genetic mammalian proportional-integral feedback control circuit for robust and precise gene regulation.一种用于稳健精确基因调控的遗传哺乳动物比例积分反馈控制回路。
Proc Natl Acad Sci U S A. 2022 Jun 14;119(24):e2122132119. doi: 10.1073/pnas.2122132119. Epub 2022 Jun 10.
8
Engineering autonomous closed-loop designer cells for disease therapy.设计用于疾病治疗的自主闭环设计细胞。
iScience. 2022 Jan 29;25(3):103834. doi: 10.1016/j.isci.2022.103834. eCollection 2022 Mar 18.
9
In situ monitoring reveals cellular environmental instabilities in human pluripotent stem cell culture.原位监测揭示了人多能干细胞培养中的细胞环境不稳定性。
Commun Biol. 2022 Feb 8;5(1):119. doi: 10.1038/s42003-022-03065-w.
10
Waterproof, flexible field-effect transistors with submicron monocrystalline Si nanomembrane derived encapsulation for continuous pH sensing.具有亚微米单晶 Si 纳米膜衍生封装的防水、柔性场效应晶体管,用于连续 pH 感应。
Biosens Bioelectron. 2022 Jan 1;195:113683. doi: 10.1016/j.bios.2021.113683. Epub 2021 Sep 30.