Zu kurzem veröffentlichte das Team des Instituts für Biomasse-Energieforschung der Jiangsu Universität in der Insekt-Wissenschaft die Forschungsergebnisse mit dem Titel "Single-Cell Micoliter Droplet Screening Microfluidic System enables high-throughput Isolation and *** of lignin-degrading bacteria from the termite gut".Mikrofluidsysteme auf der Basis von einzelligen Mikrolitertropfen helfen bei der Isolierung von Termiten-Darm-Lignin-Abbau-Bakterien mit hohem Durchfluss» Diese Studie wirdHochdurchfluss-Mikro-Upgrade-Tropfenkultur-Omik-System (MISS-Zelle)Die Anwendung in der Darmmikrobieforschung von Termiten bietet leistungsstarke methodische Werkzeuge zur Ausbeutung schwer kultivierter mikrobieller funktioneller Ressourcen.

1. Forschungshintergrund:

Linin ist einer der Schlüsselkomponenten der pflanzlichen Biomasse, deren effizienter Abbau und Umwandlung die Schwierigkeit der Nutzung von Biomasse-Ressourcen darstellt. Termitendarm als natürliches Holzzellulose-Abbau-System enthält eine große Menge an unbezogenen mikrobiellen Ressourcen, insbesondere für den Abbau von Lignin mit großem Potenzial. Allerdings ist es schwierig, die herkömmliche Agal-Plattenmethode vollständigen Zugang zu ihrer mikrobiellen Vielfalt zu erhalten, was die Entwicklung und Nutzung der relevanten mikrobiellen Ressourcen erheblich einschränkt.

2. Forschungsmethoden:

Diese Studie mit hohen Termiten (Nasutiterme TiantongensisAls Probe wird ihre Darmmikrobensuspension mit zwei Methoden kultiviert:

● Traditionelle Agalsplattenmethode:
Verwendung von Holz alsEinzelFeste Medien von Kohlenstoffquellen werden getrennt.

● Methode der MISS-Zelle:
Basierend auf der Tropfenmikrofluidisierungstechnik wird die Darmflora in unabhängige Mikrotropfen verteilt.Jeder Tropfen ist ein geschlossener, unabhängiger Flüssigkeitsgrenzraum, der effektiv den Wettbewerb zwischen Kolonien verhindert und das ideale Umfeld für das Wachstum schwacher und schwer kultivierter Stämme bietet.

Die Studie führte eine systematische Vergleichsanalyse der Diversität der Stämme durch die beiden Methoden mit der 16S rRNA-Gen-Amplifier-Sequenzierungstechnik durch.

III. Forschungsergebnisse:

1. deutlich verbesserte Trenneffizienz：

MISS-Zellsystem getrennt477 vonLignin abbaut Bakterienkolonien, während herkömmliche Methoden nur73 vonDie Zahl der Kolonien stieg um etwa das 6,5-fache, was ihren erheblichen Vorteil bei der Effizienz der mikrobiellen Trennung zeigt.

Verbesserung der Fähigkeit, Artenvielfalt zu fangen：

Beide Methoden liefern insgesamt 97 Operational Classification Units (OTUs). Darunter gibt es 31 (31,96 %) MISS-Zellmethoden und 20 (20,62 %) herkömmliche Methoden.

Die Gesamtzahl der OTUs, die MISS-Cell-Systeme erzielen, ist 16,7% höher als bei herkömmlichen Methoden.

MISS-Zellkultur erhält eine höhere Vielfalt der mikrobiellen Gemeinschaften im Vergleich zu den herkömmlichen Agal-Plattenmethoden, was darauf hindeutet, dass das System ein effektives Werkzeug ist, um unkultivierte mikrobielle Ressourcen zu erhalten.

Unterschiede in der Gemeinschaftsstruktur:
Beide Methoden haben erfolgreich die wichtigsten Bakteriengruppen wie deformierte Bakterien und Dickwandbakterien erfasst, aber auf der Klassifizierungsebene zeigte die MISS-Zelle eine reichhaltigere Artenzusammensetzung und erlangte erfolgreich eine Vielzahl bekannter funktioneller Gattungen, darunter Kettenschimmel und Fake-Monozyten, und enthielt eine große Anzahl von nicht klassifizierten Mikrobiomen.

Schlussfolgerungen:
Diese Studie zeigt,Das MISS Cell SystemDurch sein einzigartiges Mikrotropfenkultursystem ist es in der Lage, effizienter und umfassender die Lignin-abbauenden Bakterien im Darm der Termiten zu isolieren, was die technischen Grenzen der herkömmlichen Kultivmethoden effektiv durchbricht. Diese Technologie bietet eine zuverlässige technische Unterstützung für die Ressourcengewinnung und die funktionelle Entwicklung schwieriger Kulturmikroben in komplexen Umweltproben.

Über MISS Cell

Single-Cell Microliter-droplet Culture Omics System (MISS Cell Culture Omics) ist eine miniaturisierte Hochdurchsatz-Einzellkultur und Sortiergerät, die auf der Tropfenmikrofluidik-Technologie basiert. Ein einziges Betriebsexperiment kann etwa 5000-20000 Tropfen (500-4000 Monoklone) verarbeiten, nach der Tropfenerzeugung in einer hochdurchlässigen Rohrleitung für die Inkubation (0-60 Tage) gelagert werden, schließlich durch optische Signale (OD, Fluoreszenz, chemische Leuchtmittel usw.) zur Detektion der Sortierung, um die Isolierung der Umweltflora auf Einzelzellebene zu erreichen, um die Zieltropfensortierung in poröse Platten zu speichern.

Vier Vorteile

1,Tropfensystem

Der zentrale Vorteil der MISS Cell liegt in seinem einzigartigen Mikrotropfensystem-Design, das einen höheren Artenreichtum erzielt als die herkömmliche Agal-Flachplattenkultur.

2,Effiziente Trennung

MISS Cell schafft eine unabhängige und einheitliche Mikrotropfenkulturumgebung für jede mikrobielle Zelle, die effektiv Kreuzkontamination und Konkurrenzunterdrückung zwischen Kolonien vermeidet und optimale Wachstumsbedingungen für niedrige Fülle und schwierige Stämme bietet

3 undHoher Automatisierungsgrad

MISS cell automatisiert den gesamten Prozess von der Vorbereitung, Inkubation, Prüfung, Sortierung und Zieltropfensammlung

4 undReiche Anwendungsszenen

MISS-Zellen für die hohe Durchflusssicherung von Bakterien, Hefen, Schimmel, Linolenen und Algen; Isolierung und Screening von Umweltmikroben; Screening von Mikroorganismen in speziellen Gasumgebungen wie anaeroben und Stickstofffesten; Enzymevolution, Antikörperscreening, Medikamentescreening, Synthetische Biologie und andere Szenarien können effizient angewendet werden