Diese Studie schlägt eine neue strategie für zellfreie biosensoren vor, die auf der Umwandlung des signalträgerparadigmas basiert. Durch die Einführung des mutierten T7-RNA-Polymerase QMF-M6, das dNTPs effizient zur Synthese von einzelsträngiger DNA nutzen kann, in ein transkriptionelles Regulationssystem mit allosterischem Transkriptionsfaktor (aTF) wird der Übergang von einem RNA-Signalträger zu einem stabilen DNA-Berichtsmolekül erreicht, was die Robustheit und Störungsresistenz des Sensorsystems erheblich verbessert. Experimentelle Ergebnisse zeigen, dass die Plattform exzellente Nachweiseigenschaften für Tetracyclin und Kupferionen mit Nachweisgrenzen von 0,62 μmol/L bzw. 26 nmol/L aufweist und sich gut für klassische Wachstumsrekonstitutions-Experimente mit Kupferionen in Umweltwasserproben eignet. Die Studie schlägt eine DNA-Ausgangssignalstrategie vor, um die Instabilitätsproblematik von Berichtssystemen zu lösen und bietet einen praktikablen technologischen Weg zur Entwicklung robuster zellfreier Biosensorsysteme, die für Vor-Ort-Überwachung und Sofortdiagnose geeignet sind.

Zellfreier biosensor;Allosterischer Transkriptionsfaktor;T7-RNA-polymerase;DNA