点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:实现环境菌群单细胞拉曼分选耦合测序
首页> 科普频道> 科普头条 > 正文

实现环境菌群单细胞拉曼分选耦合测序

来源:《中国科学报》2021-06-09 09:20

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  精确到一个细胞的拉曼分析—分选—测序。中科院青岛生物能源与过程研究所供图

  (记者廖洋通讯员刘佳)近日,中科院青岛生物能源与过程研究所单细胞中心基于自主研制的重力驱动单细胞液滴包裹拉曼分选(RAGE)技术、仪器和相应试剂盒,首次实现了精确到一个细菌细胞、全基因组覆盖度超过92%的环境菌群单细胞拉曼分选耦合测序(scRACS-Seq),为环境微生物组原位代谢功能研究提供了一个强有力的新工具。相关论文发表于《美国微生物学会期刊》。

  scRACS-Seq是剖析土壤等环境菌群代谢机制的重要手段。然而,针对环境菌群的scRACS-Seq一直以来存在两大瓶颈,一是难以无损、快速地获取具有特定拉曼表型的单个细胞;二是难以获得高覆盖度的单细胞基因组数据。

  针对上述问题,该所单细胞中心荆晓艳、公衍海和徐腾等组成的联合攻关小组,基于前期发明的RAGE-Seq技术,从液相拉曼分析稳定同位素底物饲喂的土壤菌群出发,将特定拉曼表型的细菌单细胞精准分离并包裹到皮升级液滴中,进而耦合下游基因组测序。

  研究结果表明,土壤菌群中细胞代谢活跃的低丰度物种可经耦合重水饲喂与标记的RAGE-Seq精准地识别和分选,其单细胞基因组覆盖率高达近93%;同样,基于RAGE-Seq,含类胡萝卜素的土壤微生物细胞能实现单个细胞分辨率、高基因组覆盖度的代谢重建,从而完整、深入地挖掘其类胡萝卜素合成途径。

  此外,该工作还通过组分与状态均精确可控的人工菌群,建立了系统且严格的scRACS-Seq质量评价与控制体系。

  基于该体系,团队发现,该技术能将不同拉曼表型的细菌单细胞从菌群中快速、精准分离,在保证单细胞拉曼光谱质量的同时,分选准确性达100%。此外,以来自于靶标细胞周围水相的空液滴为阴性对照,发现靶标细胞序列被菌群中其他细胞DNA污染的概率极低。这些工作定量证明了scRACS-Seq的灵敏度、特异性和可靠性。

  在此基础上,单细胞中心研制和产业化单细胞拉曼分选—测序耦合系统(RACS-Seq仪器),以及相应的RAGE芯片和单细胞分析试剂盒。该系统广谱适用于细菌、古菌、真菌和动植物细胞,服务于涵盖各种复杂生态系统的研究和应用。

[ 责编:武玥彤 ]
阅读剩余全文()

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 日/周
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 第140届广交会第一期线下展:18.9万名境外采购商到会

  • 《长征专题书目(1936—2026)》出版发行

独家策划

推荐阅读
智能科技是当前最具革命性、引领性的科技前沿,是推动新质生产力质态变革的关键力量,它不仅表现为技术层面的迭代,更体现为生产方式、产业形态和价值创造模式的系统性重构,并推动形成智能经济新形态。
2026-10-20 10:00
推进全球人工智能伦理治理,必须坚持“以人为本、向上向善”,以增进全人类共同福祉为根本目标,从技术普惠、精准治理、多元参与和全球共治四个方面协同推进,构建发展机会均等、权责边界清晰、国际协同高效的治理秩序。
2026-10-20 09:59
人民健康是民族昌盛和国家强盛的重要标志,也是中国式现代化行稳致远的根基所在。时隔十年,2026年10月,全国卫生与健康大会再次召开。回望十载征途,健康中国已从宏伟蓝图,化作大江南北触手可及的民生福祉。
2026-10-20 09:58
自然如何不被贫困“吞噬”,跨境之痛如何共担,资金如何流向正确方向——16日在亚美尼亚首都埃里温举行的生物多样性领导人峰会,就这三个问题向《生物多样性公约》第十七次缔约方大会(COP17)正式谈判传递出三个诉求:把自然保护纳入安全议程,让全球目标回应区域现实,让资金和措施真正到位。
2026-10-20 09:57
生产要素创新性配置,推动资源治理由技术优化向制度协调延伸。算电协同、算水协同揭示的资源逻辑,是技术创新改变资源利用方式、要素创新性配置提升系统效能、产业转型升级实现综合价值的有机统一。
2026-10-20 09:55
围绕“科学作为全球公共产品”“负责任的人工智能应对全球挑战”“科学、社会与信任”三大议题开展对话交流
2026-10-20 08:58
2026国际科学理事会中期会员大会暨北京科学对话由国际科学理事会主办,中国科学技术协会、中国科学院、中国社会科学院、北京市人民政府共同举办
2026-10-20 08:29
城市是人民美好生活的载体,人民群众是城市建设的主体和城市发展的动力源泉。
2026-10-19 09:32
当你出门后,扫地机器人根据你的清洁习惯自己排定工作时间、规划好路线;自研的快充技术,让它边充边扫、无限续航。这个颇具科幻意味的场景,已被第140届中国进出口商品交易会(广交会)上的一款产品实现。
2026-10-19 09:35
“可信工具”这一重要提法精准抓住了人工智能发展的一个根本问题:我们不能只问人工智能是不是更聪明、更高效、更强大,还要追问它是否真正可信。
2026-10-19 09:31
让从农田到餐桌的全过程均有标准可依,并积极推广应用食品数字标签,让食品信息获取更便捷高效。
2026-10-19 09:18
推动卫生与健康事业高质量发展,不断提高人民健康水平,确保健康中国建设取得决定性进展。
2026-10-19 09:16
当前全球生态环境挑战日益严峻,科技创新是应对可持续发展挑战的核心力量。
2026-10-16 16:29
10月16日是第四十六个世界粮食日,所在周是全国粮食安全宣传周,主题为“创新当下,粮安未来”。从良种选育、智能农机到数字农业、精准储运,创新正成为粮食增产、节粮减损、营养提升的关键引擎。即日起,光明网联合科普中国推出系列科普视频,深入解读科技创新绘就的粮安答卷。
2026-10-16 08:46
在显示技术升级与人工智能赋能的双重驱动下,行业正跳出传统数字阅读的固有边界
2026-10-16 08:45
打造集技术研发、模型训练、系统验证及场景测试于一体的创新基地,推动人形机器人及具身智能技术从实验室研发阶段走向大规模产业应用。
2026-10-16 08:39
工业和信息化部、中央网信办、市场监管总局高度重视,在前期调查工作基础上,成立联合调查组开展核查,并依法依规处理。有关情况将及时公布。
2026-10-16 08:40
大会延续“零碳·科技”永久主题,以“智储新程 绿动全球”为年度主题
2026-10-16 08:35
“戈壁荒滩老风口,飞沙走石雁不留。托里县老风口蝶变的三部曲,为生态脆弱地区推动高质量发展、树立和践行正确政绩观,提供了深刻启示。树立和践行正确政绩观,就要算大账、算长远账、算整体账,既做显功、也做潜功,把生态优势转化为发展优势、民生福祉。
2026-10-15 09:51
常压下,水到0℃会结冰,这就是人们熟悉的相变,0℃即是相变的临界点。两篇论文的共同通讯作者、宁波东方理工大学助理教授余雪佳,把这个难题比作“在沸水中完好保存一件冰雕”。
2026-10-15 09:49
加载更多