跟踪单个细菌细胞

巴塞尔大学的生物研究院的研究人员一起德累斯顿马克斯普朗克研究所的研究人员,建立了一个小说"伴随自动分析软件。他们的研究结果发表在《自然通讯,这种集成设置可用于研究基因调控在单个细菌细胞,以应对动态环境变化控制。

也比火柴盒大,但有一个实验室在微型芯片。单个细菌细胞生长在大约2000个频道的2000毫米直径和可以单独详细研究教授埃里克·Nimwegen的小组的研究人员在生物,巴塞尔大学。通过记录成千上万的微观图像,在比较短的时间间隔,很多代的精确的增长和行为的个人的大肠杆菌细菌可以跟踪了好几天。

大量的原始数据生成的自动分析和精确量化的新图像分析软件被称为现代艺术博物馆。软件是与基因迈尔斯教授的研究小组的科学家马克斯普朗克研究所的分子细胞生物学和遗传学在德累斯顿。

微流体装置分析单一的细胞反应

使用新的系统,研究人员现在可以研究精确的基因是如何管理的单个细胞在不断变化的环境条件。这样,他们不仅获得洞察基因调控过程的多样性还概述细菌在不同环境的适应性反应。

例如,它可以研究出单个细菌细胞如何应对突然暴露在抗生素:他们是否死亡,停止生长,或者只是继续分裂原状。也可以观察抗生素对细胞的效果持续时间增加。这是重要的理解为什么抗生素并不总是杀死所有的病原体。

“微流控芯片我们也可以回答,细菌是如何相互沟通,他们如何应对压力或菌株的关系是否在适应策略中发挥作用,”van Nimwegen说。“这样的单细胞分析是非常重要的,因为测量整个计算单元的社区往往造成误导,因为所有单个细胞的异质性平均了。”

细胞记忆快速适应是很重要的

研究人员展示了芯片实验室使用一个模型系统的效率基因调控乳糖操纵子。“我们已经使用绿色荧光蛋白观察大肠杆菌如何应对交替养分变化从葡萄糖、乳糖。乳糖操纵子已经研究了50多年,然而,我们发现了新的重要属性看单细胞决议时,“范Nimwegen说。

在第一轮,细菌转向乳糖营业额滞后。然而,重复切换从葡萄糖、乳糖导致更快的适应的细胞更早开始。“出人意料的是,延迟时间相似的基因相关细胞表明细菌保留纪念他们祖先的行为。”

该系统适用于广泛的应用程序。所有相关信息在芯片设计和实验,现代艺术博物馆为图像分析软件,以及本研究的原始数据获得公开的网上。