跟蹤單個細菌細胞
巴塞爾大學的生物研究院的研究人員一起德累斯頓馬克斯普朗克研究所的研究人員,建立了一個小說"伴隨自動分析軟件。他們的研究結果發(fā)表在《自然通訊,這種集成設置可用于研究基因調控在單個細菌細胞,以應對動態(tài)環(huán)境變化控制。
也比火柴盒大,但有一個實驗室在微型芯片。單個細菌細胞生長在大約2000個頻道的2000毫米直徑和可以單獨詳細研究教授埃里克·Nimwegen的小組的研究人員在生物,巴塞爾大學。通過記錄成千上萬的微觀圖像,在比較短的時間間隔,很多代的精確的增長和行為的個人的大腸桿菌細菌可以跟蹤了好幾天。
大量的原始數(shù)據(jù)生成的自動分析和精確量化的新圖像分析軟件被稱為現(xiàn)代藝術博物館。軟件是與基因邁爾斯教授的研究小組的科學家馬克斯普朗克研究所的分子細胞生物學和遺傳學在德累斯頓。
微流體裝置分析單一的細胞反應
使用新的系統(tǒng),研究人員現(xiàn)在可以研究精確的基因是如何管理的單個細胞在不斷變化的環(huán)境條件。這樣,他們不僅獲得洞察基因調控過程的多樣性還概述細菌在不同環(huán)境的適應性反應。
例如,它可以研究出單個細菌細胞如何應對突然暴露在抗生素:他們是否死亡,停止生長,或者只是繼續(xù)分裂原狀。也可以觀察抗生素對細胞的效果持續(xù)時間增加。這是重要的理解為什么抗生素并不總是殺死所有的病原體。
“微流控芯片我們也可以回答,細菌是如何相互溝通,他們如何應對壓力或菌株的關系是否在適應策略中發(fā)揮作用,”van Nimwegen說。“這樣的單細胞分析是非常重要的,因為測量整個計算單元的社區(qū)往往造成誤導,因為所有單個細胞的異質性平均了。”
細胞記憶快速適應是很重要的
研究人員展示了芯片實驗室使用一個模型系統(tǒng)的效率基因調控乳糖操縱子。“我們已經使用綠色熒光蛋白觀察大腸桿菌如何應對交替養(yǎng)分變化從葡萄糖、乳糖。乳糖操縱子已經研究了50多年,然而,我們發(fā)現(xiàn)了新的重要屬性看單細胞決議時,“范Nimwegen說。
在第一輪,細菌轉向乳糖營業(yè)額滯后。然而,重復切換從葡萄糖、乳糖導致更快的適應的細胞更早開始。“出人意料的是,延遲時間相似的基因相關細胞表明細菌保留紀念他們祖先的行為。”
該系統(tǒng)適用于廣泛的應用程序。所有相關信息在芯片設計和實驗,現(xiàn)代藝術博物館為圖像分析軟件,以及本研究的原始數(shù)據(jù)獲得公開的網上。
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