科学家开发了用于筛选生物多样性的新细胞分析方法

时间：2021-07-12 16:52:10 来源：

研究人员团队创造了一种微流体系统，用于双乳液液滴中的超高性能筛选。在研究奇异生物细胞的独特性质时，可以使用这种突破性的发展，并且是机器人工作站的30千倍。与此同时，它大大简化了研究人员，参与确定生物对象的功能，以便在其基础上创建药品。

“在各种研究机构工作的研究人员倾向于花费大量的工作时间尝试和测试，净化和隔离高活性蛋白质。我们的实验室也不例外，所以，我们试图通过开发超高性能筛选系统来解决基于微流体乳液分离生物分子的超高性能筛选系统。结果是一种系统，使我们能够从任何微观生物对象的巨大普遍性，不仅是酶，俄罗斯学院生物有机化学研究所生物组化学研究所的生物分析实验室的初级研究人员，斯坦尼斯拉拉夫·埃里科夫（Stanislav Terekhov）解释科学，文章的作者之一。

这一想法大约三年前，当时斯坦尼斯拉夫建议开发一种允许迅速确定由他的同事，Ivan Smirnov产生的数亿种新酶活性的技术。Ivan的工作组从事从组合的酶库中创造和选择生物催化剂，加速反应，没有天然酶。例如，对于有机磷毒素的灭活，神经肌肉麻痹气体与杀虫剂和化学战剂的使用大规模传播有关。研究人员必须花年尝试获得几十个新的蛋白质。

使用光刻方法，广泛应用于技术公司来创建计算机筹码，生物无机化学研究所与来自圣彼得堡学术大学的同事以及一般病理学和病理生理学研究所合作，并创建了具有渠道的微流体芯片厚度小于头发的直径以产生乳液液滴。研究人员使用了“水 - 水”双乳液的液滴分离单细胞，使它们能够研究其独特的性质。使用微流体芯片，斯坦尼斯拉夫和他的同事将近磷酸盐的活细胞放入液滴中，之后使用荧光激活的细胞分选仪在Lomonosov莫斯科国立大学中研究了滴剂中细胞的酶和生物活性。荧光下降有助于检测最多活性细胞，其用于其选择。然后使用经典分子生物方法和现代分析方法进一步分析滴中的分离细胞，以及基于联邦临床研究中心的物理和化学药物的大规模排序。

“因此，我们能够在每小时获得大约108滴，在一天中，我们设法将必要的酶量与所需的活动量分离，”持续的斯坦尼斯拉夫。“例如，我们设法改善酶丁酰胆碱酯酶，其不仅将有机磷毒素联系起来，而是帮助其水解，即破坏它，并链接到下一个毒素。然后，我们封装了细菌细胞以追踪哪种微生物是高致病菌细菌金黄色葡萄球菌的生长的抑制剂。因此，我们的筛选方法适用于发现基于酶或基于微生物，其代谢物和其他生物物体的新药。“

研究人员已经开发的这种通用的微流体筛查平台需要更少的时间和较少的财务资源。它比利用制药公司服务的机器人系统运行30千倍，以寻找新药，分析任何生物对象的大型文库，包括蛋白质，酶，甚至活细胞，以寻找新的和更有效的药物。

喀山联邦大学，法国药学学院莫斯科物理与技术研究所科技学院，耶鲁大学莫斯科理科学院也参加了这项突破性的研究工作。

出版物：Stanislav S. Terekhov等，等，“微流体液滴平台，用于生物分子的超高通量单细胞筛选，2017年PNAS; DOI：10.1073 / pnas.162126114

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