更细致的观察到肠道微生物组

肠道中存在哪些微生物，在哪里?康奈尔大学的研究人员开发了一种成像工具，以创建数百种不同微生物物种(例如组成肠道微生物组的微生物)的位置和特性的复杂空间图。该工具将帮助科学家了解复杂的微生物群落如何相互作用以及它们的环境，也就是我们。

该小组的论文“微生物群落的高度复用空间图”于12月2日在《自然》杂志上发表。该论文的主要作者是博士研究生郝石。＇18。

他说：“但是，了解这些微生物之间的空间相互作用的工具非常有限，而对于了解这些微生物的代谢以及这些微生物如何与宿主相互作用则非常重要。”

De Vlaminck说：“成像本身会产生非常美丽，丰富的图像，其中所有细菌细胞都具有不同的颜色。” “但是，为了对微生物相互作用，细胞之间的距离，簇大小等有定量的了解，您需要能够通过计算机以自动化的方式解释这些信息，以便可以将这张图像转换为微生物的数字化表示。社区。”

该团队将其技术应用于两个不同的系统：小鼠肠道微生物组和人类口腔菌斑微生物组。对于肠道微生物组，他们能够证明抗生素治疗如何破坏不同细菌之间的空间联系。

空间作图可能是研究并可能治疗以细菌为主要罪魁祸首的一系列疾病的重要工具，例如炎症性肠病，结肠直肠癌和感染。

“我们想更深入地研究微生物群在其中发挥重要作用的系统的生物学，并试图了解当您患上疾病时这些空间动态如何变化，” Shi说。“我们想看看是否能提供任何线索和治疗见解，我们可以利用它们来帮助人们。”

De Vlaminck和Shi着手建立两步成像方法，即通过荧光原位杂交(HiPR-FISH)进行高系统发育分辨率微生物组定位。他们与生物医学工程学副教授沃伦·齐普菲尔(Warren Zipfel)，生物医学工程学的蒙哥家族七十周年院士助理教授兼伊恩娜·布里托(Ilana Brito)的实验室合作，将更多的影像学和微生物学专业知识融合在一起。

为了定位微生物群落，研究人员设计了一种寡核苷酸探针，该探针基于特征基因序列16S核糖体RNA的存在，靶向特定细菌细胞，他们制造了另一组探针，这些探针用荧光团标记细胞。然后，该团队使用共聚焦显微镜用激光照亮荧光标记，然后他们使用机器学习和定制软件解码荧光光谱并解释图像，从而产生了一种具有单细胞分辨率的高效且经济高效的技术。

研究人员为他们的空间地图创建了调色板，其中包含10种基本颜色的混合物，可以“绘制”总共1,023种大肠杆菌的可能颜色组合，每种颜色都用独特的二进制条形码进行荧光标记。

原创作者：上海信帆生物科技有限公司