“魔法池”方法可以快速研究新型細(xì)菌

為了表征新發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌的基因，微生物學(xué)家經(jīng)常使用稱為轉(zhuǎn)座子的移動(dòng)DNA片段在細(xì)菌內(nèi)引入突變，以研究這些突變的影響。然而，鑒定新細(xì)菌的功能性轉(zhuǎn)座子系統(tǒng)的試錯(cuò)過(guò)程可能很長(zhǎng)?，F(xiàn)在，加利福尼亞州勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種方法來(lái)加速這一過(guò)程。

本周在mSystems上發(fā)表的著作作為美國(guó)微生物學(xué)會(huì)的開(kāi)放獲取期刊，研究人員描述了一種與目標(biāo)細(xì)菌平行研究數(shù)百或數(shù)千種不同轉(zhuǎn)座子系統(tǒng)的方法。在研究人員稱之為“神奇池”的內(nèi)部，用于遞送轉(zhuǎn)座子的各個(gè)DNA載體含有遺傳物質(zhì)和抗生素抗性標(biāo)記的不同組合。為了能夠并行跟蹤所有這些不同的轉(zhuǎn)座子載體，作者為每個(gè)載體添加了一個(gè)獨(dú)特的DNA條形碼，這樣它們就可以使用DNA測(cè)序進(jìn)行鑒定，這是一種確定DNA片段內(nèi)構(gòu)件的順序的實(shí)驗(yàn)室工具。用魔法池向一種新細(xì)菌引入突變后，條形碼的DNA測(cè)序可用于鑒定對(duì)制備轉(zhuǎn)座子突變體有效的載體設(shè)計(jì)。因?yàn)樗蠨NA“部分”都被存檔，所以重建有效的矢量設(shè)計(jì)是直截了當(dāng)?shù)摹?/p>

該團(tuán)隊(duì)使用這種神奇的池方法在五種細(xì)菌中構(gòu)建大型轉(zhuǎn)座子突變體文庫(kù)，其中三種來(lái)自擬桿菌門(mén)。

“我們不是一次測(cè)試一種遺傳方法，而是讓它失敗，我們希望同時(shí)測(cè)試成百上千種不同的遺傳變異，”資深研究作者，研究科學(xué)家Adam M. Deutschbauer博士說(shuō)。實(shí)驗(yàn)室。“就像你有很多旋鈕可以轉(zhuǎn)動(dòng)以獲得一些工作。我們只是以多種方式轉(zhuǎn)動(dòng)所有旋鈕并問(wèn)：'轉(zhuǎn)動(dòng)所有這些旋鈕的最佳方法是什么?'“

Deutschbauer說(shuō)，該方法可用于加速對(duì)從人體腸道或環(huán)境中獲得的新微生物的理解，如在土壤中。一般策略還可用于加速微生物中基于非轉(zhuǎn)座子的遺傳系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，例如CRISPR / Cas基因組編輯或基于質(zhì)粒的過(guò)表達(dá)。

在他們的實(shí)驗(yàn)中，Deutschbauer及其同事使用轉(zhuǎn)座子Tn5或水手以及抗生素卡那霉素或紅霉素的標(biāo)記構(gòu)建了四個(gè)神奇的池。他們測(cè)試了兩個(gè)卡那霉素魔法池對(duì)抗三種環(huán)境細(xì)菌，這三種環(huán)境細(xì)菌是從田納西州橡樹(shù)嶺的金屬污染場(chǎng)地采集的地下水樣本中分離出來(lái)的，還有兩個(gè)紅霉素魔法池對(duì)抗來(lái)自擬桿菌科的三種細(xì)菌。對(duì)于這些細(xì)菌中的五種，它們產(chǎn)生全基因組轉(zhuǎn)座子突變體文庫(kù)，并測(cè)量了幾乎所有基因在實(shí)驗(yàn)室條件下生長(zhǎng)的重要性。

“有很多關(guān)于生物學(xué)的東西，我們不理解，在我看來(lái)，僅僅嘗試并行嘗試很多東西，看看哪些是有效的，特別是如果并行測(cè)試的方法非常精簡(jiǎn)，”Deutschbauer說(shuō)過(guò)。“對(duì)于我們將來(lái)要研究的微生物的多樣性，開(kāi)發(fā)新的分子遺傳方法的試驗(yàn)和錯(cuò)誤的方法將變得太慢和耗時(shí)。我們需要加速開(kāi)發(fā)新的遺傳工具的方法非模型生物。“

鄭重聲明：本文版權(quán)歸原作者所有，轉(zhuǎn)載文章僅為傳播更多信息之目的，如有侵權(quán)行為，請(qǐng)第一時(shí)間聯(lián)系我們修改或刪除，多謝。

推薦內(nèi)容