微流控视角：索求微生物在急剧变动前提下的成长战术-24年2月颁发-Springer Nature

2024-03-19 11:26

J9九游会

微流控视角：索求微生物在急剧变动前提下的成长战术-24年2月颁发-Springer Nature

这是微纳立方第48篇微流控推文

24年2月，Luisa Blöbaum等人于Springer Nature旗下的《Microbial Cell Factories》期刊上，颁发了一篇关于“评估微生物在急剧变动的环境下的阐发和不变性”的新步骤。简而言之，作者他们想相识当微生物的生计环境忽然变动时，它们的成长速度、能量出产等关键职能是否能维持不变。这对于尝试室钻研和工业利用都极度沉要，好比在造药或酿酒过程中，相识微生物若何应对环境变动能够援手提高产量和质量。

ABUIABACGAAgoPv4sAYoxJzXtAIwiAQ4oQI.jpg?f=ABUIABACGAAgoPv4sAYoxJzXtAIwiAQ4oQI

作者将动态微流控单细胞造就（dMSCC）和鲁棒性量化步骤结合，这允许他们极度精确地节造和扭转微生物周围的环境，结合活细胞成像技术，实时观察单个细胞的反映。其利益是它可能迅速扭转前提，模拟天然环境中短功夫内产生的变动，并评估微生物对几秒或几分钟内产生变动的机能不变性。

ABUIABACGAAgoPv4sAYogcXX7wQw7AM4zgQ.jpg?f=ABUIABACGAAgoPv4sAYogcXX7wQw7AM4zgQ

作者以酿酒酵母为例，通过在分歧功夫距离内交替提供和限度葡萄糖，模拟了“盛宴和饥饿”的周期，观察酵母若何应对这种急剧变动的环境。了局发现，固然酵母的成长速杜仔所降落，但它们可能调整自身，以增长能量储蓄（即细胞内ATP水平），尤其是在较长周期震荡中。然而，这种适应也导致了个别间差距的增长，批注并非所有细胞都以一样的方式响应环境变动。

ABUIABACGAAgoPv4sAYo843g-QIwmQQ4uAQ.jpg?f=ABUIABACGAAgoPv4sAYo843g-QIwmQQ4uAQ

通过这项钻研，作者开发了一种半自动化的分析流程，不仅可能评估整个种群的阐发，还能详细到亚种群和单细胞水平。这种步骤为深刻理解微生物若何应对环境的急剧变动提供了壮大的工具，并且能够合用于钻研其他微生物、使用分歧的生物传感器和造就前提。这些发现有望援手改进微生物菌株的开发和生物工程过程，使其更高效、更不变。

[1]. Blöbaum L, Torello Pianale L, Olsson L, et al. Quantifying microbial robustness in dynamic environments using microfluidic single-cell cultivation[J]. Microbial Cell Factories, 2024, 23(1): 44.

地址：https://doi.org/10.1186/s12934-024-02318-z

ABUIABACGAAgoPv4sAYog8DrVzC2BTjHAw.jpg?f=ABUIABACGAAgoPv4sAYog8DrVzC2BTjHAw

用到的产品：Fluigent Flow EZ压力泵。

在这项钻研中，Flow EZ压力泵通过维持含糖造就基的压力在100 mbar，同时在70和220 mbar之间切换来节造无糖造就基的流动，实现了对造就基流动的精确节造。并通过设置分歧的切换频率（每1.5、6、12、24和48分钟一次）来钻研微生物对于分歧生物功夫尺度下环境变动的响应。这些设置全数通过Fluigent的Oxygen软件自界说实现。