近日，中國科學院深圳先進技術研究院合成生物學研究所金帆團隊開發了一種基于顯微鏡的高通量原位表征技術，該平臺在一次實驗中實現對96個獨立菌株或實驗條件進行同時篩選，顯著加速了各種生物系統中基因元件的識別和表征。相關研究成果發表于學術期刊mLife。
合成生物學的發展依賴于對各種基因元件的篩選和定量表征，以組裝具有特定功能的基因回路。然而，傳統的顯微技術在高通量篩選方面存在瓶頸，包括實驗中樣本的準備工作較為繁瑣，難以實現對大規模樣本的高通量篩選，在單細胞水平上的動態分析受到限制，難以追蹤基因元件在細胞內的動態變化。
對此，金帆團隊開發了一種創新的高通量顯微平臺，旨在加速基因元件的篩選和表征，它具有高通量、自動化和快速掃描的特點，從樣品制備到數據的自動化采集可在30分鐘內完成，使得樣本的準備和篩選變得更加高效。同時還可以在單細胞水平上進行了詳細的分析，包括對生長速率等細胞特征的測量，為研究提供了更為全面的數據。
通過該平臺，研究人員對銅綠假單胞菌內的3025個天然內源啟動子進行了篩選。鑒定出了一批魯棒型啟動子，這些啟動子在不同的生長條件下仍能保持基因表達的穩定性。隨后，研究人員在單細胞水平上定量表征了細菌生長速率對啟動子魯棒性的影響，為探索啟動子魯棒性的機制提供了更全面的定量表征數據。研究團隊進一步對這些魯棒型啟動子進行了系統的分析，驗證了這些魯棒性啟動子在不同生物系統中的通用性。
據介紹，該平臺具有的多功能性、兼容性和自動化能力，不僅解決了傳統顯微技術的局限性，也為合成生物學、基因工程、生物醫學等領域的研究提供了強大的工具，有望在推動這些領域的科學進展和技術創新中發揮關鍵作用。
相關論文信息：https://doi.org/10.1002/mlf2.12096
本文鏈接：研究提出可用于基因元件高通量定量表征新技術http://m.sq15.cn/show-11-2353-0.html
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