Récemment, l'équipe de Zhu daochen de l'Institut de recherche sur l'énergie matérielle de l'Université du Jiangsu a publié les résultats d'une étude intitulée "Single - cell microliter Droplet Screening Microfluidic System enables High - throughput Isolation and * * * of Lignin - degrading Bacteria from the termite Gut" dans Insect Science.Système microfluidique à base de gouttelettes microlitres unicellulaires pour aider à la séparation à haut débit des cultures de bactéries dégénératives de lignine intestinale de termites« la. Cette étude seraSystème de microculture de gouttelettes à haut débit (Miss Cell)Appliqué à la recherche microbienne intestinale sur les termites, il fournit un outil méthodologique puissant pour l'exploitation des ressources fonctionnelles microbiennes difficiles à cultiver.

I. contexte de la recherche:

La lignine est l'un des composants clés de la biomasse végétale, et sa dégradation et sa transformation efficaces sont des points difficiles pour l'utilisation de la biomasse. L'intestin des termites, en tant que système naturel de dégradation de la lignocellulose, contient une grande quantité de ressources microbiennes non cultivées et a un grand potentiel pour la dégradation de la lignine en particulier. Cependant, la méthode traditionnelle de la gélose sur plaque rend difficile l'accès complet à la diversité microbienne, ce qui limite considérablement le développement et l'utilisation des ressources microbiennes pertinentes.

II. Méthodes de recherche:

Cette étude porte sur les termites supérieurs (Nasutitermes tiantongensis), pour les échantillons, dont la suspension de microorganismes intestinaux a été cultivée séparément par les deux méthodes suivantes:

● méthode traditionnelle de plaque d'agar:
Utiliser la lignine commeUniqueLe milieu solide de la source de carbone est séparé par striage.

● La méthode Miss Cell:
Basé sur la technologie de microfluidique de goutte, la microflore intestinale est monodispersée dans des gouttelettes indépendantes microupgradées.Chaque goutte est un espace liquide confiné et indépendant qui évite efficacement la compétition entre colonies et fournit un environnement idéal pour la croissance de souches vulnérables et difficiles à cultiver.

Étude une analyse comparative systématique de la diversité des souches obtenues par les deux méthodes a été réalisée en utilisant la technique de séquençage de l'amplicon du gène arnr 16S.

Iii. Résultats de l’étude:

1. Efficacité de séparation considérablement amélioréePour:

Système cellulaire Miss isolé477La lignine dégrade les colonies bactériennes alors que les méthodes traditionnelles n'obtiennent que73 d'entre euxLe nombre de colonies a augmenté d'environ 6,5 fois, montrant un avantage significatif dans l'efficacité de la séparation microbienne.

2. Capacité accrue de capture de la diversité des espècesPour:

① les deux méthodes ont obtenu un total de 97 unités de classification opérationnelles (Otus). De ce nombre, 31 (31,96%) pour la méthode cellulaire Miss et 20 (20,62%) pour la méthode traditionnelle.

② le nombre total d'OTU obtenus par le système cellulaire miss est 16,7% plus élevé que les méthodes traditionnelles.

③ les communautés microbiennes obtenues par culture cellulaire Miss présentent une plus grande diversité par rapport à la méthode traditionnelle à plaques gélosées, ce qui suggère que le système est un outil efficace pour accéder aux ressources microbiennes non cultivées.

3. Différences dans la structure des communautés:
Les deux méthodes ont réussi à capturer les principaux groupes bactériens tels que les phyllophytes métamorphiques, les phyllophytes à paroi épaisse, etc., mais au niveau de la classification au niveau du genre, la cellule miss a montré une composition plus riche en espèces, obtenant avec succès une grande variété de genres de bactéries fonctionnelles connues, y compris Streptomyces, Pseudomonas, tout en contenant une grande quantité de groupes microbiens non classés.

Conclusions de l'étude:
Cette étude montre que,Système cellulaire MissGrâce à son système unique de culture de microgouttelettes, capable d'isoler plus efficacement et de manière plus complète les bactéries lignogènes dans l'intestin des termites, il repousse efficacement les limites techniques des méthodes de culture traditionnelles. Cette technologie fournit un support technique fiable pour l'exploration des ressources et le développement fonctionnel de micro - organismes difficiles à cultiver dans des échantillons environnementaux complexes.

À propos de Miss Cell

Le système d'omics de culture de gouttelettes microliter à haut débit (Miss cell culture omics System) est un équipement miniaturisé de culture et de tri unicellulaire à haut débit développé sur la base de la technologie microfluidique de gouttelettes, une expérience unique peut traiter environ 5 000 à 20 000 gouttelettes (500 à 4 000 monoclonaux), les gouttelettes sont stockées dans une ligne hautement perméable à l'air après leur génération pour incubation (0 à 60 jours) et enfin un tri de détection par signaux optiques (OD, fluorescence, chimiluminescence, etc.), permettant une culture isolée de la flore environnementale au niveau unicellulaire, sera le tri des gouttelettes cibles est conservé dans une plaque poreuse.

Les quatre avantages

1,Système de gouttes

L'avantage principal de Miss cell provient de sa conception unique de système de gouttelettes micro - améliorées, micro - gouttelettes, réacteur indépendant, qui permet d'obtenir une plus grande richesse en espèces par rapport à la culture de séparation traditionnelle sur plaque d'agar.

2,Culture de séparation efficace

Miss cell crée un environnement de culture de microgouttelettes indépendant et homogène pour chaque cellule microbienne, qui peut efficacement éviter la contamination croisée et l'inhibition de la concurrence entre colonies, offrant des conditions de croissance optimales pour les souches peu abondantes et difficiles à cultiver.

3,Haut degré d'automatisation

Miss cell automatise l'ensemble du processus de préparation, d'incubation, de détection, de tri et de collecte des gouttelettes cibles après le chargement de l'échantillon

4,Scène d'application riche

Miss cell dans le dépistage à haut débit de bactéries, levures, moisissures, actinomycètes, algues, etc.; Isolement et dépistage des micro - organismes environnementaux; Dépistage de la culture de micro - organismes environnementaux gazeux spéciaux tels que les bactéries anaérobies, les bactéries fixatrices d'azote et autres; Des scénarios tels que l'évolution enzymatique, le dépistage d'anticorps, le dépistage de médicaments, la biologie synthétique, etc. peuvent être appliqués efficacement