低成本运输菌株:琼脂凝胶嵌入法解决干涸问题,保障细胞活性

学术   科学   2024-12-18 07:30   北京  

本文通过ChatGLM/GPT进行辅助对近期Bio-protocol 期刊发表的方案进行解读和概括,若感兴趣请点击“阅读原文”查看详细的实验流程及试材。如果解读中有任何错误或遗漏,敬请指正

在现代科学研究中,跨实验室和研究小组之间的材料交换对于推动合作研究至关重要。为了促进这些合作,细菌菌株的运输很常见。然而,液体培养物在运输过程中面临着泄漏和干涸的问题,这对菌株的存活和实验结果产生了潜在影响,针对这一问题,新的运输方法应运而生。在这方面2024年12月5日,Bio-protocol 期刊在线发表了德国图宾根大学(Tübingen University)Karl Forchhammer团队题为“Shipment of Cyanobacteria by Agarose Gel Embedding (SCAGE)—A Novel Method for Simple and Robust Delivery of Cyanobacteria”的方法文章。

图1. 文章标题页 https://doi.org/10.21769/BioProtoc.5125
关键词拟鱼腥藻PCC6803 念珠藻(Nostoc)PCC7120 藻胶嵌入 蓝藻运输 蓝藻培养物收集

拟鱼腥藻PCC6803(Synechocystis sp. PCC6803 GT)是一种广泛研究的蓝藻(或称蓝绿藻)菌株,属于拟鱼腥藻属(Synechococcus)。它是最早被基因组测序的蓝藻之一,常用于光合作用、代谢途径、基因表达、细胞生物学等方面的研究

蓝藻是一类重要的光自养微生物,能够产生氧气并固定二氧化碳(CO₂),在全球碳循环和生态系统中具有关键作用。近年来,随着对可持续、碳中和生物燃料和化学品生产平台需求的增加,蓝藻作为细胞工厂的应用研究备受关注。然而,推进这些研究需要跨实验室的菌株交换与合作。传统运输方法包括固体琼脂板、液体培养物和冷冻保存,但各有局限:固体琼脂板易干涸,液体培养物易泄漏,冷冻保存成本高且运输受限。此外,干冰运输在全球许多国家受限,冷冻菌株复苏时间长,影响实验进度。因此,开发一种低成本、安全且能够维持蓝藻存活状态的运输方法十分必要。本文提出的琼脂凝胶嵌入法(SCAGE),通过将蓝藻嵌入琼脂凝胶中,解决了传统方法的不足,能够在14天内保持蓝藻的活性,适用于长时间运输与保存


  • 通过将蓝藻嵌入琼脂凝胶中,避免了传统液体培养物在运输过程中可能出现的泄漏问题。

  • 琼脂凝胶的固态特性减少了细胞的干涸风险,并能够有效防止外界环境对细胞的损害。

  • 通过此方法,蓝藻能够在14天的运输过程中保持活性,并在到达目的地后成功恢复。

—————文中代表性图—————

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图2. 蓝藻琼脂凝胶嵌入与恢复步骤的示意图(来自Bio-protocol期刊

图3. 装有蓝藻的处置袋(来自Bio-protocol期刊

图4. 蓝藻在14天内的恢复过程(来自Bio-protocol期刊
  • 蓝藻基因工程
    利用此方法运输改造蓝藻菌株,推动蓝藻在基因工程领域的应用,例如开发高效的CO₂固定和生物合成平台。
  • 环境研究
    ‍支持蓝藻在环境科学中的应用,如生态修复、废水处理及碳捕捉等领域的研究。
  • 工业化应用
    可以加速蓝藻在生物燃料、化学品及食品工业中的应用,提供稳定的菌株运输和保存方法。


这个方法的可重复性已经被本文作德国图宾根大学(Tübingen University)Karl Forchhammer团队验证过,相关实验数据与结果请见原文的“Validation of protocol”章节

温馨提示:积极引用本文不仅是对作者创新技术和科研共享的最佳肯定,也是确保实验可复现性的重要方式。

Fink, P., Kwon, J. and Forchhammer, K. (2024). Shipment of Cyanobacteria by Agarose Gel Embedding (SCAGE)—A Novel Method for Simple and Robust Delivery of Cyanobacteria. Bio-protocol 14(23): e5125. DOI: 10.21769/BioProtoc.5125.

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