Это едва больше, чем спичечная коробка и все же есть лаборатория en миниатюра на этом чипе. Единственные бактериальные клетки растут приблизительно в 2 000 каналов одной тысячной миллиметра в диаметре и могут быть индивидуально изучены подробно исследователями в группе профессора Эрика ван Нимведжена в Biozentrum, Базельском университете.
Делая запись тысяч микроскопических изображений в кратковременных интервалах, точный рост и поведение многих поколений человека Э. coli бактерии могут быть прослежены за несколько дней.Огромная сумма произведенных исходных данных автоматически проанализирована, и точно определена новым программным обеспечением анализа изображения под названием MoMA. Программное обеспечение было разработано в сотрудничестве с учеными из исследовательской группы профессора Джина Майерса в Институте Макса Планка Молекулярной Цитобиологии и Генетики в Дрездене.Микрожидкое устройство, чтобы проанализировать единственные клеточные реакции
Используя новую систему исследователи могут теперь учиться точно, как гены отрегулированы в единственных клетках при изменении условий окружающей среды. Таким образом, они не только получают понимание гена регулирующие процессы, но также и обзор разнообразия адаптивных ответов бактерий к переменной окружающей среде.Например, возможно заняться расследованиями, как отдельные бактериальные клетки отвечают на внезапное воздействие антибиотика: умирают ли они, прекратите расти, или просто продолжите делиться безмятежный. Также возможно наблюдать продолжительность эффекта увеличения антибиотика относительно клеток.
Это важно, чтобы понять, почему антибиотики не всегда убивают все болезнетворные микроорганизмы.«С микрожидким чипом мы можем также ответить, как бактерии общаются друг с другом, как они отвечают на напряжение или играют ли отношения бактериальных штаммов роль в стратегиях адаптации», говорит ван Нимведжен. «Такие исследования единственной клетки очень важны, потому что измерения всех сообществ клетки часто вводят в заблуждение начиная со всей разнородности были составлены в среднем единственные клетки».Клеточная память важна для быстрой адаптации
Исследователи продемонстрировали эффективность лаборатории чипа использование образцовой системы регуляции генов, Lac-оперона. «Мы использовали зеленый флуоресцентный белок, чтобы наблюдать, как E. coli бактерии отвечают на переменные питательные изменения от глюкозы до лактозы. Lac-оперон изучался больше 50 лет, и тем не менее, мы обнаружили новые важные свойства, смотря на него с единственной резолюцией клетки», говорит ван Нимведжен.
В первом раунде бактерии переключились на товарооборот лактозы с временной задержкой. Однако повторное переключение от глюкозы до лактозы привело к намного более быстрой адаптации клеток, когда они начали расти намного ранее. «Удивительно, времена задержки подобны в генетически связанных клетках, предлагающих, чтобы бактерии сохранили память о поведении их предков».
Эта система подходит для широкого спектра заявлений. Вся релевантная информация о структуре кристалла и экспериментах, программном обеспечении MoMA для анализа изображения, а также исходных данных, приобретенных в этом исследовании, открыто доступна онлайн.