探讨生物学’s dark matter

一种典型的人口嘴,具有多达700种不同的微生物。少数这些已经专门涉及促进牙龈疾病,牙齿腔和口气不良,但在大多数情况下,这种复杂生态系统的化妆及其对人类健康的影响仍然很大程度上是未开发的。然而,由Howard Hughes Medical Institute(HHMI)研究人员创建的新设备可能会使该和其他微观社区的一些最隐蔽的成员更加接近实验室研究。

绝大多数微生物在实验室文化中生长令人抵抗力,因为它们与自己独特的生态系统非常复杂。微生物学家哄骗不到1%的细菌物种,居住在培养中生长的自然环境。但是由Howard Hughes医学院调查员斯蒂芬R. Quake及其同事创作的微流体装置 - 斯坦福大学 - 一个复杂的微型阀门和腔室—可能帮助想要识别和表征新微生物的科学家规避需要培养它们的必要性。

关于2007年7月9日公布的设备的研究,国家科学院(PNA)的诉讼程序(PNAS)对微生物生态的快速发展领域以及推进微流体技术的迅速影响,这可能会为生物学是什么硅芯片为电子产品做了什么。地震和他的同事已经使用该装置来分析人类口腔中发现的稀有细菌,只使用单个细胞。

各种方法给科学家瞥见了表征不同微生物世界的深刻多样性。一种方法是寻找在所有微生物中发现的特定基因序列中的变化;另一个是微生物群落中所有合并基因的完整清单。然而,这些类型的研究产生了很少的见解,以微生物生态系统的个体成员的性质,留下大多数物种几乎完全是神秘的。

地震说,那些不孤立的生物是生物学的暗物质。就像天文学家只能推断的暗杀事件必须存在于宇宙中,这些生物从未直接研究过。地震和他的同事希望他们的新技术将改变这一点。

“我们希望在普遍说的是如何理解微生物宇宙的全新篇章。” “微流体工具可以让我们直接进入这种暗物质,”Quake说。

Quake的研究位于物理,生物学和生物技术的Nexus。他的微流体芯片,他设计用于解决包括结构基因组学,系统生物学,微生物生态学和合成化学的领域的问题,类似于在邮票大小的晶片上具有全自动实验室。记住所有那些大型真空管和电线的电子产品的早期”接下来是晶体管,最后是硅芯片,这显着彻底改变了计算机和现代电子产品。微流体落后于硅芯片的轨迹,并承诺以相同的方式彻底改变生物学。

由地震设计的微流体芯片及其同事们为目前的研究配备了微小的腔室和阀门,使研究人员能够在纳米槽秤上隔离微生物。因为每个微生物以易缺失的小体积液体隔离,所以其遗传物质的浓度实际上非常高 - 意义Quake,他的同事们可以容易地扩增和分析个体细胞的基因组,消除了说服的必要性生物体在实验室文化中繁殖。该芯片提供了在深海通风口,普通污垢,毒性污泥或几乎任何环境中发现未经数据的微生物潜伏的新品种。

为了展示新设备的力量,科学家首先使用它来瞄准可能的新门,其中一个成员是植物在人类的牙龈和牙齿之间的棒状细菌。候选Phylum称为TM7,没有培养或测序的成员。科学家们证明他们可以将含有多种类型微生物的溶液注入芯片,并操纵微小阀门,将单个杆状细菌直接将单独的杆状细菌引入微型腔室。一旦分离单独的微生物,研究人员就可以利用常规方法提取DNA并扩增它。

通过这种方式,研究人员能够序列和组装超过1,000个基因,提供对该先前未捕获的细菌组的生理学的洞察力。它们发现大多数TM7基因与已知细菌基团中的基因非常相似。但是,一些基因暗示了生物体生物学的有趣方面,例如一种不寻常的滑动运动,例如群体的TM7细菌可能用于到处,以及与已知慢性炎症的细菌共享的基因。

同样重要的是,研究人员表示,他们已经证明了其新技术的成功分析了复杂的微生物群落的罕见组成部分 - 并且更多的是探索的更多。 Quake的团队已经开始使用该芯片孤立,识别和序列驻留在白蚁后果的微生物的社区,他的斯坦福国的实验室是用于追求任何抗文化微生物或发现暗物质的其他科学家的定制建筑芯片特定的环境。

http://www.hhmi.org



本新闻稿中的材料来自于始发的研究组织。可以为样式和长度编辑内容。有一个问题? 让我们知道 .

订阅

每天早上有一封电子邮件,我们的最新帖子。从医学研究到空间新闻。环境的环境。技术物理学。

感谢您的订阅。

出问题了。