基於微流控液滴的放線菌高通量篩選培養和分離

《基於微流控液滴的放線菌高通量篩選培養和分離》是依託北京林業大學，由何湘偉擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於微流控液滴的放線菌高通量篩選培養和分離
• 依託單位：北京林業大學
• 項目負責人：何湘偉
• 項目類別：青年科學基金項目

項目摘要

放線菌是一類產生豐富天然活性物質的重要微生物資源，目前約75%的抗生素是由放線菌產生的。但迄今為止，專家普遍認為99%以上的放線菌還沒有被成功分離培養，傳統的技術也不能很好地篩選出新的天然產物，這主要是因為目前的篩選技術通量有限且常常分離培養出已知的菌株。為了克服這些缺陷，本項目擬引入近年發展起來的高通量微流控液滴技術到放線菌的培養和分離中，主要包括高通量地將放線菌孢子懸浮液形成包裹單個孢子的微流控液滴、利用微液滴混合技術高通量地篩選培養條件、通過微流控晶片實時成像檢測觸發放線菌的無標記高通量分選，實現放線菌的快速分離。本項目的研究目標是將微流控液滴作為放線菌的理想培養器，發展出高通量的放線菌的培養和篩選平台，發現新的稀有放線菌，為新型天然產物的發掘奠定基礎。

結題摘要

細菌的代謝可以產生許多活性物質，比如抗生素、維生素、細菌素、毒素、色素以及各種代謝小分子，它們是非常重要的天然產物資源。發現新的生物活性分子以及研究它們的作用機理對於疾病的發生髮展及其治療具有重要的醫學套用價值。但是目前傳統的平板培養分離的研究方法具有通量低、試劑消耗大，不能進行細菌和動物細胞共培養等缺陷，極大地限制了細菌代謝的研究。微流控是一種精確控制和操控微尺度流體的技術，具有體積小、消耗低、裝置小等特點，可以實現微型化、集成化和自動化的高通量分析。本課題首先以放線菌為研究對象，開發了放線菌單個孢子包裹微流控液滴高通量形成晶片，在微流控液滴中進行放線菌孢子的萌發和培養，並通過螢光激活液滴分選（Fluorescence-activated droplet sorting, FADS）系統對放線菌進行高通量分選，實現放線菌的快速分離。為了能更好地研究細菌代謝活性小分子，我們又開發了一個細菌細胞與腸道細胞共培養的晶片模型，這個體外模型可以很好地模擬腸道細胞的結構、吸收、運輸、病理生理特徵以及與關鍵微生物的共生。本項目開發出的兩種晶片對活性天然產物的發現篩選以及藥物代謝、腸道微生物代謝疾病等方面具有重要意義。