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中科院基于拉曼组的单细胞快检手艺可同时定量

发布时间:2017-11-24 00:00

  【 手艺前沿】今朝,对细胞中这三类高含能储碳份子的辨认、表征和定量极其繁琐,凡是难以在单个细胞精度丈量,这限制了光合固碳细胞工场的挑选与革新效力。中国科学院青岛生物能源与进程研究所单细胞中间发现了基于“拉曼组”的单细胞快检手艺,可以或许在单个细胞精度同时丈量淀粉、甘油三酯、卵白质含量和油脂不饱和度,为细胞工场的机能测试平台增加了极新的手段。11月19日,相干研究工作在线颁发在Biotechnology for Biofuels上。
 
  测定细胞中淀粉、甘油三酯和卵白质的含量凡是需要三个并行流程,每一个流程都包罗细胞培育以堆集足够生物资、从生物资中提取并分手方针化合物、用特定方式定量方针组分等复杂的步调。这些传统方式遵守着“一个流程检测一种生物大份子”的模式,既耗时又耗力,并且难以阐发发展迟缓或还没有培育的细胞。是以,成长一种快速、低本钱、高通量、同时测订单个细胞中多种储碳份子的方式具有主要价值。
 
  “拉曼组”(Ramanome)是特定状况下,一个细胞群体之单细胞拉曼光谱的调集。研究职员以莱茵衣藻、微拟球藻等为模式,基于拉曼组手艺,成立了同时定量单个细胞中淀粉、卵白质、甘油三酯含量和脂质不饱和度的方式(如图)。因为拉曼组可直接跳过微藻细胞培育扩增,并且在不粉碎细胞的条件下于秒级别完成丈量,是以挑选速度进步了最少两个数目级。在此根本上,研究职员提出了积累多样性指数、积累含量和积累异质性、最小取样深度和最平安取样深度等新概念,成立了拉曼组取样深度与表型丈量精度的联系关系,从理论上指点了拉曼组丈量参数的选择与优化。该研究进一步提出,13个特定拉曼峰组合而成的“细胞储碳谱拉曼辨认码”可活络、靠得住、高通量地表征单个细胞中的淀粉、卵白质、甘油三酯含量和油脂不饱和度等关头表型,并辨别与揭露细胞中储碳组分及其彼此转化的静态与动态特征。另外,在液体悬浮培育的活细胞、-80℃冷冻保留的湿藻泥和冷冻干燥藻粉等分歧细胞收藏状况下,丈量成果之间高度一致,是以拉曼组手艺具有利用上的普适性。
 
  合成生物学范畴的逾越式进展,在相当水平上取决于“基因型设计”、“基因型合成”、“细胞表型测试”这三大共性手艺平台的冲破。跟着基因组测序与合成在通量与本钱上的大幅度改良,“细胞表型测试”这一共性环节已成为人工细胞构建与生物元件表征的“限速步调”之一。科研职员提出的拉曼组手艺可以或许在单个细胞精度无需标识表记标帜、非粉碎性、快速地辨认理论上近乎无穷的细胞表型,连系前期发现的RADS、RAMS等一系列单细胞流式拉曼分选手艺,可以或许实现单细胞功能辨认、分选、测序与培育这一“细胞表型测试”完全流程的通量化、仪器化与主动化。是以,拉曼组有看成为具有普适性的新一代细胞功能测试仪器平台与单细胞表型大数据类型,办事于能源、情况、健康、海洋、生物平安等诸多利用范畴的合成生物学研究与财产。
 
  研究工作取得了国度天然科学基金委、中科院含碳气体生物制造等的撑持。
 
  编纂点评
 
  跟着基因组测序与合成在通量与本钱上的大幅度改良,“细胞表型测试”这一共性环节已成为人工细胞构建与生物元件表征的“限速步调”之一。该手艺操纵这类单细胞快检手艺快速丈量出单个细胞内的三种物资含量,替换了原有速度慢、本钱高、丈量结果欠安的传统方式,将有看利用到根本研究和产物的研产生产中。
 
  (原题目:基于拉曼组的单细胞快检手艺可同时定量检测)

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