合成生物学相关文章

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序号 推送日期 文章 类型 简述 创新点 不足 研究目的 研究对象 领域 病种 技术 模型 数据类型 样本量 工程工具 宿主生物 回路设计 应用领域
1 2026-09-20
MULTIMODAL CELL CONTEXT INSTRUCTION TUNING FOR CONDITIONAL DNA REGULATORY SEQUENCE GENERATION WITH LARGE LANGUAGE MODELS
2025-Sep, Proceedings. International Conference on Image Processing
研究论文 提出Leonine框架,将增强子序列设计重新定义为多模态问答任务,利用大语言模型整合DNA序列、启动子、基因表达谱和细胞类型信息,生成细胞类型特异性的调控序列 首次将增强子序列设计重新定义为细胞上下文中的多模态问答任务,整合多模态细胞数据(启动子序列、基因表达谱、细胞类型信息)来优化增强子序列,并构建了超过150万个细胞类型特异性启动子-增强子对的大规模数据集和评估基准 摘要中未明确提及研究的局限性 设计生物学上合理的调控序列(如增强子),实现细胞类型特异性的多转录因子招募以有效激活转录 增强子序列、启动子序列、基因表达谱、细胞类型信息 自然语言处理, 合成生物学, 基因调控 NA 大语言模型, 多模态学习 大语言模型(LLM) DNA序列, 文本, 基因表达谱 超过150万个细胞类型特异性启动子-增强子对,涵盖7种细胞类型 NA NA NA 医学, 合成生物学
2 2026-09-18
Unexplored regions of the protein sequence-structure map revealed at scale by a library of foldtuned language models
2025-Sep-19, bioRxiv : the preprint server for biology
研究论文 该文提出foldtuning方法,利用蛋白质语言模型生成远离天然序列的蛋白质变体,构建了覆盖700多个天然折叠的模型库,并通过实验验证了三个不同折叠靶标的稳定性与功能。 提出foldtuning方法,将蛋白质语言模型重新定义为探索蛋白质“深空”区域的探针,通过生成和自反馈机制,在强制核心结构约束下,探索与天然示例同源性极低或没有可检测同源性的序列空间,并构建了覆盖700多个天然折叠的模型库。 摘要中未明确提及研究局限性,可能包括实验验证仅针对三个折叠靶标,且对生成蛋白的功能验证范围有限。 探索蛋白质序列-结构映射中未被探索的区域,超越定向进化等金标准实验方法的限制,研究远离天然序列的蛋白质序列空间。 蛋白质序列-结构映射、蛋白质语言模型、SCOP数据库中的700多个天然折叠,包括GPCR、小GTP酶、细胞表面受体、DNA结合域、信号/调节域等。 机器学习 NA 蛋白质语言模型、foldtuning、生成与自反馈 蛋白质语言模型 蛋白质序列与结构数据 覆盖SCOP数据库中超过700个天然折叠,实验验证了三个折叠靶标:SH3结构域、barnase抑制剂barstar和胰岛素 NA NA NA 医学、工业生物技术
3 2026-09-18
STRAIGHT-IN Dual: a platform for dual, single-copy integrations of DNA payloads and gene circuits into human induced pluripotent stem cell
2025-Sep-05, bioRxiv : the preprint server for biology
研究论文 本文介绍了STRAIGHT-IN Dual平台,能够在一周内以100%效率同时将两个DNA有效载荷单拷贝整合到人类诱导多能干细胞中 实现了双DNA有效载荷的同时、等位基因特异性、单拷贝整合,效率达到100%,且在一周内完成;利用STRAIGHT-IN平台实现近乎无疤痕的货物整合,便于组件回收利用;设计了grazoprevir诱导的synZiFTR系统,可与四环素诱导系统互补,在同一细胞内独立、可调、时序控制不同转录因子的表达 摘要中未明确提及研究局限性 开发一种高效、快速的双DNA有效载荷和基因电路整合平台,用于人类诱导多能干细胞的精确基因工程 人类诱导多能干细胞(hiPSCs) 合成生物学 NA STRAIGHT-IN Dual平台、synZiFTR系统 NA NA NA STRAIGHT-IN平台 人类诱导多能干细胞 grazoprevir诱导的synZiFTR系统 医学、工业生物技术
4 2026-09-11
FluxRETAP: a REaction TArget Prioritization genome-scale modeling technique for selecting genetic targets
2025-09-01, Bioinformatics (Oxford, England)
研究论文 提出了一种基于基因组尺度模型的反应靶点优先级排序方法FluxRETAP,用于预测遗传过表达、下调和敲除靶点以提高目标代谢物产量 FluxRETAP是一种简单且计算成本低的方法,利用基因组尺度模型中的先验机制知识来建议遗传靶点,可捕捉实验验证的靶点并可与机器学习流程结合 未明确提及局限性,可能依赖于基因组尺度模型的准确性 解决代谢工程中遗传工程靶点选择困难的问题,提高目标代谢物产量 大肠杆菌和恶臭假单胞菌的代谢网络及目标代谢物(异戊二烯醇、紫杉二烯) 机器学习 NA 基因组尺度代谢建模 NA 代谢网络模型数据 NA NA 大肠杆菌, 恶臭假单胞菌 NA 工业生物技术
5 2026-09-04
DNA Flipping as Facile Mechanism for Transmembrane Signaling in Synthetic Cells
2025-09-17, Journal of the American Chemical Society IF:14.4Q1
研究论文 本文报道了一种基于胆固醇修饰单链DNA的自发翻转机制,用于合成细胞中的跨膜信号传递,并展示了其在内部信号处理和转录激活中的应用 首次发现锚定的Chol-ssDNA可通过成核驱动的缺陷介导过程自发翻转穿过巨单层脂质囊泡膜,实现高效、通用的跨膜信号传递,无需复杂蛋白机制 机制依赖于瞬时膜孔,可能对膜完整性有一定影响;翻转效率受膜组成和甘油等条件影响,需进一步优化 开发一种简单、稳健的DNA-based跨膜信号传递机制,用于合成细胞的设计与应用 巨单层脂质囊泡和胆固醇修饰的单链DNA 合成生物学 NA 荧光显微镜、核酸酶降解实验、膜通透性实验 NA 图像、实验数据 NA NA NA 跨膜信号传导机制,利用Chol-ssDNA翻转实现信号传递与RNA转录激活 合成生物学、生物技术
6 2026-09-03
CloneFast: A simple plasmid design and construction guide for labs venturing into synthetic biology
2025-Sep-19, STAR protocols IF:1.3Q4
研究论文 本文介绍了一套名为CloneFast的简化质粒设计与构建指南,旨在通过经济高效的方法快速完成质粒组装。 CloneFast指南结合了计算机模拟设计和实验步骤,利用可重复使用的修饰寡核苷酸实现磷酸硫代修饰,并通过快速碘介导切割产生精确黏端,实现无缝片段组装,使质粒组装可在3天内完成,克服了传统方法的成本和限制。 文中未提及具体局限性。 提供一种简单、经济、高效的质粒构建方法,供实验室使用,尤其是在合成生物学领域。 质粒组装流程及其关键步骤(如CompetePCR、碘介导切割和片段组装)。 合成生物学 NA 质粒组装、PCR、计算机模拟设计 NA 序列数据 NA NA NA 质粒构建 合成生物学、生物技术
7 2026-09-03
Promoting efficient synthesis and customization of sphingans based on metabolic engineering and synthetic biology strategies
2025-09-01, Carbohydrate polymers IF:10.7Q1
综述 本文综述了基于代谢工程和合成生物学策略促进鞘氨醇胶高效合成与定制化的研究进展 提出利用基因组规模代谢网络模型和CRISPR等高效工具调控代谢途径,以及通过分子量调控和可控取代基修饰实现鞘氨醇胶定制化合成 主要挑战包括野生菌株研究背景不清晰及合成路径复杂,具体限制未详细说明 探讨如何基于代谢工程和合成生物学策略高效合成和定制鞘氨醇胶 鞘氨醇胶及其产生菌株 代谢工程、合成生物学 NA CRISPR、基因组规模代谢网络模型、高通量筛选、经典诱变 基因组规模代谢网络模型 文本 NA CRISPR NA 代谢途径调控 工业生物技术
8 2026-09-02
Systematic discovery and engineering of synthetic immune receptors in plants
2025-09-04, Science (New York, N.Y.)
研究论文 通过生物信息学和合成生物学方法,系统表征了285种植物中的LRR-RLK-XII受体家族,发现并工程化了一种感知冷休克蛋白肽的受体SCORE,扩展了植物免疫受体的识别谱。 首次通过功能系统发育学和蛋白质结构预测,系统性发现并工程化植物免疫受体,展示了通过关键氨基酸残基替换实现病原识别多态性的潜力。 论文摘要未明确提及局限性。 系统发现和工程化植物中的合成免疫受体,以增强植物对病原体的识别能力。 植物中的LRR-RLK-XII受体家族及其SCORE受体。 机器学习 植物病害 生物信息学、合成生物学、蛋白质结构预测 NA 基因组序列数据 285种植物物种 合成生物学工具 植物 植物免疫受体工程 农业
9 2026-08-31
Engineering Motile Coacervate Droplets via Nanomotor Stabilization
2025-09-03, Journal of the American Chemical Society IF:14.4Q1
研究论文 本研究通过将金纳米颗粒包被的纳米马达锚定在凝聚液滴界面,并结合三元共聚物膜实现稳定,成功构建了具有运动能力的人工细胞模型,展示了光驱动的微马达平台。 首次将纳米马达与三元共聚物膜结合,稳定凝聚液滴并赋予其运动能力,实现光驱动的运动控制,填补了凝聚液滴人工细胞在运动功能上的空白。 运动性能依赖于激光刺激和纳米马达密度,且凝聚液滴的长期稳定性仍需进一步验证。 开发具有运动功能的凝聚液滴人工细胞,模拟自然细胞的运动特性。 凝聚液滴人工细胞系统,包含金纳米颗粒包被的纳米马达和三元共聚物膜。 合成生物学 不适用 纳米马达物理锚定、静电相互作用、表面等离激元热效应 不适用 图像、实验数据 不同浓度的纳米马达、不同尺寸的凝聚液滴 不适用 不适用 光驱动微马达平台(利用金纳米颗粒的等离激元热效应) 生物医学、材料科学
10 2026-08-21
AlphaDesign: a de novo protein design framework based on AlphaFold
2025-Sep, Molecular systems biology IF:8.5Q1
研究论文 介绍了一个基于AlphaFold的从头蛋白质设计框架AlphaDesign,结合自回归扩散模型,实现可控制交互、构象和寡聚状态的快速蛋白质生成与计算验证,并成功设计了针对细菌噬菌体防御系统retrons的活性抑制剂 提出一种无需类别特定模型重训练或微调的通用从头蛋白质设计框架,结合AlphaFold与自回归扩散模型,支持快速生成和计算验证具有可控特性的蛋白质 本文未明确讨论限制,但可能涉及计算验证的准确性依赖以及体内活性的系统性验证范围有限 开发一个通用且易用的从头蛋白质设计框架,以加速新型蛋白质药物的理性设计 从头设计的蛋白质,特别是针对细菌噬菌体防御系统retrons的抑制剂 蛋白质设计 不适用 AlphaFold 扩散模型 蛋白质序列 未提供具体样本数量 不适用 不适用 不适用 医学
11 2026-08-19
Transcriptomic functional characterization of recombinant adeno-associated virus producing cell line adapted to suspension-growth
2025 Sep-Oct, Biotechnology progress IF:2.5Q3
研究论文 本研究通过转录组分析表征了适应悬浮生长的重组腺相关病毒生产细胞系,并探讨了恢复贴壁培养条件对病毒产量的影响 首次对适应悬浮生长的rAAV生产细胞系进行转录组功能表征,揭示了悬浮生长条件下细胞对病毒生产响应的减弱现象,并展示了通过调整培养条件恢复产量的可行性 产量恢复仅达到贴壁培养的25%-50%,未能完全恢复生产水平,悬浮培养条件下的病毒产量仍显着低于贴壁培养 探索和优化合成生物学方法构建的rAAV生产细胞系的悬浮培养适应性,以实现可规模化的病毒生产 基于HEK293的rAAV生产细胞系GX6B及其悬浮适应亚系GX6Bs 合成生物学 NA RNA-seq NA 转录组数据 细胞系GX6B和GX6Bs的多个培养条件下的转录组样本 NA HEK293细胞 编码AAV和腺病毒辅助元件的整合型基因元件 医学
12 2026-08-08
A discovery platform for identification of host-induced bacterial biosensors from diverse sources
2025-Sep, Molecular systems biology IF:8.5Q1
研究论文 本文介绍了一种利用细菌记忆电路和高变DNA条形码的高通量筛选平台,用于从多种肠道细菌中识别宿主诱导的生物传感器,并验证了其在炎症疾病监测和自主控制合成功能方面的应用 创新点在于扩展了生物传感器筛选平台的灵活性和能力,通过自定义的双组分系统识别和克隆流程构建来自不同肠道细菌的传感器库,并利用高变DNA条形码在单个实验中并行追踪数千个独特克隆 未提供明确的局限性信息 旨在开发一种发现平台,以识别来自多样来源的宿主诱导细菌生物传感器,促进合成生物学工具在复杂环境中的应用 肠道细菌中的双组分系统和生物传感器克隆,以及小鼠体内的传感器活性 合成生物学 炎症性疾病 DNA条形码、双组分系统识别和克隆 NA 基因序列和传感器活性数据 约150个推定生物传感器,涉及数千个独特克隆,并在小鼠模型中评估 NA 肠道细菌、小鼠模型 细菌记忆电路和生物传感器 医学、生物技术
13 2026-08-04
Parallel DLD microfluidics for chloroplast isolation and sorting
2025-09-09, Lab on a chip IF:6.1Q2
研究论文 本文介绍了一种基于确定性侧向位移(DLD)的微流控平台,用于通过大小分离叶绿体,实现高效、自动化的叶绿体分离和分类。 该平台集成了四个具有不同临界直径的平行DLD阵列,实现带通滤波和同时分离不同大小的叶绿体,提高了可重复性,并避免了传统蔗糖密度梯度方法缺乏精确大小分离的缺点。 分离效率在50-85%之间,纯度在17-66%之间,表明仍有提升空间,可能受限于样本复杂性和微流控设计。 开发一种基于微流控的叶绿体分离方法,用于植物研究、生物技术和合成生物学应用。 叶绿体,大小范围3至8微米。 微流控技术 NA 微流控DLD技术 NA 实验数据 叶绿体样本,大小范围3-8微米,未提供具体数量。 NA 植物细胞 NA 植物研究, 生物技术, 合成生物学
14 2026-07-14
Glycyrrhiza, a commonly used medicinal herb: Review of species classification, pharmacology, active ingredient biosynthesis, and synthetic biology
2025-09, Journal of advanced research IF:11.4Q1
综述 本文全面综述了甘草属植物的分类学、药理学、活性成分生物合成及合成生物学,旨在为甘草的分子育种和合成生物学研究提供基础 整合了甘草属植物的系统分类、多组学研究及生物合成途径,特别强调了代谢工程和微生物绿色生产在提高活性成分产量中的应用 未提及具体的研究数据或实验验证,依赖于现有文献的总结 提供甘草属植物的综合视角,促进分子育种和合成生物学领域的发展 甘草属物种、活性成分(三萜类、黄酮类、多糖)及其药理活性 合成生物学 NA 代谢工程、多组学分析 NA NA NA NA 微生物 代谢途径 医药、资源保护
15 2026-07-10
The growth benefits and toxicity of quinone biosynthesis are balanced by a dual regulatory mechanism and substrate limitations
2025-09-10, mBio IF:5.1Q1
研究论文 本研究揭示了乳酸菌中甲萘醌前体DHNA的合成受遗传、酶学和代谢的联合调控机制,平衡其生长益处与毒性 首次阐明微生物中醌类水平通过可逆通量与别构反馈抑制的相互作用实现两相调控模式,并发现MenF与MenD的相对表达比例决定调控酶的角色 研究仅限于乳酸菌中的DHNA合成途径,未探索其他醌类或微生物系统中的普适性 探究微生物调控醌类水平的机制,为代谢工程优化醌类生产提供理论基础 乳酸菌中甲萘醌前体1,4-二羟基-2-萘甲酸(DHNA)的合成调控 合成生物学 NA 合成生物学方法、数学模型 NA NA NA 合成生物学方法 乳酸菌 甲萘醌前体DHNA的生物合成途径 工业生物技术
16 2026-07-10
Synthetic C1 metabolism in Pseudomonas putida enables strict formatotrophy and methylotrophy via the reductive glycine pathway
2025-09-10, mBio IF:5.1Q1
研究论文 本研究通过代谢工程和适应性实验室进化,使工业相关土壤细菌恶臭假单胞菌能够利用甲酸和甲醇作为唯一碳源和能源,实现严格的一碳代谢 首次在任何假单胞菌物种中实现严格的合成甲酸和甲醇营养型生长,通过线性还原性甘氨酸途径和进化工程拓展了该菌株的底物利用范围 初始菌株在混合营养条件下培养,进化后菌株的倍增时间较长,甲酸和甲醇的生长速率仍有优化空间 构建能高效利用甲酸和甲醇作为唯一碳源的恶臭假单胞菌菌株 恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida) 合成生物学 NA 代谢工程,适应性实验室进化 NA 基因组数据 多个工程菌株,包括rG·F和rG·M菌株,具体数量未提供 CRISPR-Cas9 恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida) 线性还原性甘氨酸途径 工业生物技术
17 2026-06-19
Programmable DNA Nanocages Enable Adaptive Spatiotemporal Organization of Biomimetic Organelle Networks
2025-09-22, Angewandte Chemie (International ed. in English)
research paper 提出一种可编程DNA纳米笼策略,用于构建稳定且自适应的合成细胞器网络 通过DNA纳米笼模块化设计,实现机械增强的仿生纳米笼,并集成逻辑门控DNA元件作为动态接触位点,实现环境响应性的空间组织与信号重配置 当前研究以细胞外囊泡为模型,未来需验证其在其他合成细胞器系统中的普适性与体内应用稳定性 构建具有自适应反馈机制的稳定合成细胞器网络 细胞外囊泡与四面体DNA框架组装的DNA纳米笼 合成生物学 NA DNA纳米技术、回文杂交链式反应、逻辑门控DNA元件 NA NA NA DNA纳米笼、回文杂交链式反应 NA 逻辑门控DNA元件作为动态接触位点,响应环境信号重配置空间组织与信号传递 合成生物学、生物医学、智能材料设计
18 2026-06-19
PCR-Free Site-Directed Mutagenesis on Repetitive Sequences Using Single-Stranded DNA-Assisted Double-Stranded DNA Nicking by DNAzymes
2025-09-08, Angewandte Chemie (International ed. in English)
研究论文 提出一种基于DNA酶的单链DNA辅助双链DNA切口产生的PCR-free定点突变方法 首次利用DNA酶在无PCR条件下对重复序列进行定点突变,扩展了DNA酶的底物范围至双链超螺旋质粒,且仅使用未修饰的DNA寡核苷酸,成本低、制备简单 该研究对DNA酶在重复序列上的效率与通用性可能仍需更多验证 开发一种无PCR的定点突变方法,用于处理包含高重复序列的DNA模板 含有PCR不相容重复序列的质粒DNA 合成生物学 NA DNA酶介导的定点突变 NA DNA序列 使用单个含有重复序列的质粒作为样本 NA NA 单链DNA辅助的DNA酶切口系统(DANDA) 生物化学与生物技术应用
19 2026-06-17
Sticky enzymes: increased metabolic efficiency via substrate-dependent enzyme clustering
2025-Sep, PRX life
研究论文 提出一种通过底物依赖性酶聚集提高代谢效率的自我组织策略 首次提出可通过底物可利用性调控酶的“粘性”以实现接近最优大小和间距的酶簇自我组织,从而显著提高代谢通量并降低毒性代谢物 主要基于数学模型研究,缺乏体内实验验证;实际细胞环境中酶粘性的变构调控机制需进一步探索 探索一种超越现有自然和工程酶簇范式的自我组织策略,以提高代谢效率 简单代谢通路中的酶簇 合成生物学, 代谢工程 NA 数学建模, 热力学约束分析 NA 数学模拟数据 NA NA NA 底物依赖性相分离酶簇 合成生物学, 代谢工程
20 2026-05-28
Engineering Spatial Control of Bacterial Organelles
2025-Sep-22, bioRxiv : the preprint server for biology
研究论文 本文展示了一个双蛋白系统McdAB可被重新编程以实现对细菌多种细胞器的空间控制 首次证明McdAB系统可以重新编程以控制所有已知类型的细菌细胞器(包括类囊体、包囊体、生物分子凝聚体和膜结合细胞器)的空间组织,为合成生物学建立了新的设计原理 未明确说明局限性 研究细菌细胞器的空间组织是否可以被工程化控制 McdAB双蛋白系统和细菌细胞器(羧酶体、包囊体、生物分子凝聚体、膜结合细胞器) 合成生物学 NA 异源表达、蛋白重新编程 NA NA NA NA 大肠杆菌 McdAB系统用于细胞器空间定位调控 工业生物技术
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