自动化高通量分离微生物组
宏基因组技术提供了调查各种生态系统微生物组成的工具。然而,想要探索各种微生物在栖息地中的功能作用以及其他种间动态,需要分离和培养微生物。依靠“蛮力”随机分菌的传统培养方法工作量是巨大的。挑菌克隆分离细菌菌株是分离微生物的经典方法,平板上的菌落生长取决于许多因素,包括培养基的组成、大气条件(如氧气水平)、抑制分子的存在(如抗生素)、pH、湿度和附近菌落的扩散代谢物。由于菌株间存在生理差异,可以观察到不同的菌落形态,尽管这些菌落性状很容易量化,但在菌落分离期间很少记录它们。现有的微生物分离方法具有各自的缺陷,通过系统性培养获得全面的菌株仍然是一个重要的挑战。为了克服这些缺点,研究者设计了“自动微生物组成像和分离”(CAMII,Culturomics by Automated Microbiome Imaging and Isolation)的培养组学平台,来使用形态学和基因型数据将培养组学系统化,以进行菌落分离和功能分析。
使用表型和形态特征数据的微生物分离策略
(图片来源原文链接)
CAMII平台由4个关键要素组成(如图):(1)收集菌落形态数据的成像系统和AI引导的菌落选择算法。(2)用于高通量分离和排列分离株的自动菌落拣选机器人。(3)快速鉴定分离株基因组和分类的流程。(4)具有可搜索菌落形态、表型和基因型信息的数据库。CAMII平台可以提供对温度、湿度和氧气水平的实时控制。机器人的分离通量为每小时 2000 个菌落,每次运行可处理 12000 个菌落,大大降低了分离时间。因此,CAMII培养组学平台能够以最少的体力劳动从不同微生物组中分离微生物集合,并为许多新兴的微生物组研究提供高分辨率的基因组学数据。
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原文链接
https://www.nature.com/articles/s41587-023-01674-2
此文为翻译精简版,如有不妥,以文章原文为准。
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