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未培养微生物原位研究

不依赖于培养,实现基因水平转移的可视化检测

 

自然界中90%以上微生物尚未获得纯培养菌株,被称为环境“暗物质”,具有重要的研究意义。宏基因组学虽能够揭示微生物群落的多样性和复杂性,但无法定义或验证复杂群落中个体成员的作用。

PRECI SCS-R300拉曼单细胞分选仪Scatcher Ultra单细胞拉曼光镊分选仪,能够在单细胞水平上对这些未培养微生物进行逐一表征与基因检测,有助于跨越“未培养微生物”这一技术难题,推进微生物资源开发进程。

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    单细胞精度
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    免培养检测
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    靶向性筛选
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    高精度研究

基于SIP-Raman-LIFT-GDC的功能微生物定向培养

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图片来源:Jibing Li et al., Environmental Science & Technology, 2023

将稳定同位素示踪(SIP)、单细胞拉曼光谱、LIFT分选与反向基因组学(GDC)技术联用,实现功能菌株的定向培养。

采用PRECI SCS-R300拉曼单细胞分选仪,从复杂微生物群落样品中识别并分离有机物降解、固氮等功能菌株,并通过单细胞基因组测序构建该功能菌的完整代谢途径,推测其生长所需的培养基成分。使用配方优化后的培养基进行未/难培养微生物的筛分,极大提高了获得功能菌株纯培养的可能性。

基于FISH-Raman的微生物原位代谢检测新策略

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图片来源:Yi Wang et al., Analytical Chemistry, 2021

荧光原位杂交(FISH)技术可以对环境样品中已知基因信息的未培养微生物进行标记,并在S3000超快三维荧光成像系统完成快速识别。而PRECI SCS-R300拉曼单细胞分选仪可提供FISH标记菌的代谢表型信息,从而在群落中实现近原位的未培养微生物代谢与功能的检测。进一步地,基于LIFT分选技术可将目标菌分离出来,进而获得单细胞全基因组信息,为理解未培养微生物的生态功能提供了一种有价值的方法。

共聚焦荧光成像结合单细胞可视化分选,揭秘微生物“暗物质”

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图片来源:Juan Gao et al., mLife, 2022

使用D型氨基酸荧光探针(FDAA)对小鼠肠道微生物进行在体序贯标记。应用S3000超快三维荧光成像系统检测细菌的荧光信号分布,再利用PRECI SCS可视化单细胞分选仪精准分选具有不同荧光分布的微生物,通过单细胞基因测序,解析微生物生长分裂表型与基因型的关联关系,实现未培养微生物的“所见即可知”。

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