微生物芯片技術(shù)克服活菌分離的挑戰(zhàn)并解鎖傳說中不可培養(yǎng)的微生物

據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，分離活的菌種往往是一個(gè)充滿挑戰(zhàn)的過程。因此，大部分微生物被認(rèn)為是“不可培養(yǎng)的”。然而，人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到，許多微生物可以通過使用新的生長(zhǎng)工具和方法進(jìn)行培養(yǎng)。我們與Biomillenia公司首席執(zhí)行官（CEO）Dirk L?ffert博士進(jìn)行了對(duì)話，了解它們的微生物芯片技術(shù)如何克服活菌分離的挑戰(zhàn)，并“解鎖”傳說中不可培養(yǎng)的微生物，從而使其適用于一系列應(yīng)用。

Biomillenia公司首席執(zhí)行官（CEO）Dirk Loffert博士Anna MacDonald（以下簡(jiǎn)稱AM）：培養(yǎng)和分離活的菌種有哪些挑戰(zhàn)？Dirk Loffert（以下簡(jiǎn)稱DL）：許多菌種由于無(wú)法在實(shí)驗(yàn)室條件下復(fù)制，因此很難進(jìn)行活體分離。通常，分離活的菌株需要對(duì)生長(zhǎng)培養(yǎng)基和生長(zhǎng)參數(shù)進(jìn)行漫長(zhǎng)而繁瑣的優(yōu)化，即使這樣也只能從環(huán)境或人體樣本中分離出少量的菌株。這被稱為微生物世界的“暗物質(zhì)”。AM：您能否和我們分享Biomellenia公司的微生物芯片技術(shù)，它又是如何改善上述過程的？DL：Biomillenia公司的芯片實(shí)驗(yàn)室使用了1億個(gè)小液滴（每個(gè)20 pl），為細(xì)菌和其它類細(xì)胞或微生物提供獨(dú)特的生長(zhǎng)環(huán)境。這使得我們可以從單細(xì)胞開始培養(yǎng)細(xì)菌，而不是像在標(biāo)準(zhǔn)微生物學(xué)方法中那樣，大量培養(yǎng)或在瓊脂平板上培養(yǎng)細(xì)胞。因此，我們可以確定一個(gè)適當(dāng)?shù)纳L(zhǎng)環(huán)境，細(xì)菌在這個(gè)環(huán)境下不需要和其它微生物競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)和必要的協(xié)同因子。此外，細(xì)菌可能會(huì)分泌抑制其它細(xì)胞的物質(zhì)。當(dāng)我們將每種細(xì)菌封閉在一個(gè)受限制的生長(zhǎng)空間內(nèi)時(shí)，我們也去除了這種影響細(xì)菌生長(zhǎng)的抑制效應(yīng)。Biomillenia技術(shù)平臺(tái)的另一大重要優(yōu)勢(shì)是能夠以同樣大的吞吐量（1億個(gè)液滴），在液滴環(huán)境中進(jìn)行一系列不同的試驗(yàn)。因此，我們不會(huì)局限于繁瑣的生長(zhǎng)優(yōu)化，而是希望少數(shù)的分離菌株能夠適應(yīng)所選擇的試驗(yàn)條件，以分離候選產(chǎn)品。相比之下，我們進(jìn)行了數(shù)百萬(wàn)個(gè)平行培養(yǎng)試驗(yàn)，并且可以用指定的試驗(yàn)方法直接檢測(cè)，從龐大的人體微生物群落（或其它環(huán)境）中，一步選擇出有益的候選產(chǎn)品。

AM：這項(xiàng)技術(shù)未來(lái)將對(duì)診斷和環(huán)境監(jiān)測(cè)等應(yīng)用造成何種影響？DL：依靠破壞細(xì)胞的分子生物學(xué)，目前也存在其它診斷和環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)，并且在許多情況下都適用。然而，我們技術(shù)平臺(tái)的最大優(yōu)勢(shì)，是能夠選擇我們所想要的特定特征來(lái)分離獲得活體菌種。這將為人類健康和營(yíng)養(yǎng)、制藥應(yīng)用和其它領(lǐng)域的產(chǎn)品開發(fā)提供全新機(jī)遇，借助于此，可以更好地獲得相關(guān)候選產(chǎn)品，更輕松分析對(duì)其有益的作用方式。AM：你能詳細(xì)給我們描述最近與荷蘭凱杰（QIAGEN）之間的合作嘛？此次合作又將打開怎樣雙贏的局面呢？DL：盡管下一代測(cè)序是一項(xiàng)非常成熟的技術(shù)，它已經(jīng)徹底改變了我們?nèi)绾卧诟敿?xì)的分子水平層面去分析微生物群，但數(shù)據(jù)分析依然存在重大障礙。尤其是當(dāng)需要分析具有很高基因組同源性的菌株時(shí)，目前的組裝算法還需要進(jìn)一步完善并優(yōu)化。為不同的樣本類型開發(fā)參考數(shù)據(jù)庫(kù)，是另一大主要需求。基于凱杰行業(yè)領(lǐng)先的平臺(tái)技術(shù)，將顯著促進(jìn)產(chǎn)品開發(fā)中生物信息學(xué)工作流的標(biāo)準(zhǔn)化和易用性，幫助我們的數(shù)據(jù)分析變成一個(gè)非常高效的過程。我們將在該領(lǐng)域不斷進(jìn)行深入合作。AM：針對(duì)公司未來(lái)，你有什么發(fā)展計(jì)劃？DL：我們正在積極參與各種合作項(xiàng)目，為農(nóng)業(yè)中的產(chǎn)品開發(fā)分離新型菌株，在其它市場(chǎng)領(lǐng)域也在進(jìn)行相類似的探討。Biomillenia公司專注于人類健康和營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品的開發(fā)，幫助預(yù)防由生態(tài)失調(diào)所引起的生活方式類疾病和人體微生物群失衡。我們的平臺(tái)使我們能夠進(jìn)行微生物分離，并分析微生物數(shù)量不足或缺失所帶來(lái)的有益影響，以改善人體健康狀況。