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显微镜下细菌的代谢:揭示宿主与微生物相互作用的新方法

本站发布时间:2023-11-20 16:11:21

研究人员发现,大多数细菌都是由生物或寄生虫感染的基尔大学(CAU)和位于不来梅的MaxPlanckInstituteforMarineMicrobiology致力于通过研究微生物与宿主之间的相互作用来解决这一难题在“专业”的标题下中国农业大学农业与营养科学学院代谢组学系主任ManuelLiebeke博士和MaxPlanckInstituteforMarineMicrobiology的代谢策略相互作用研究小组的研究人员发现,他们已经取得了突破性进展,可以看到神秘的微观世界

通常,细菌不会在实验室中培养,研究人员必须依靠从环境样本中获得的细菌基因组信息来获得微生物代谢的理论信息然而,人们对他们实际指向的自然环境却一无所知为了解决这个难题,科学家们开始研究所谓的细菌表——所有与新陈代谢有关的东西,包括胆固醇或脂肪的代谢

在最初的研究中,Liebeke团队开发了一种方法,他们可以识别单个细菌,并同时确定细胞中存在的代谢产物——所有这些都没有在实验室中培养细菌该方法允许对细菌和存活的共生生物亚基进行研究,例如在小鼠中该团队分析了面积小于一平方毫米的区域内的代谢产物KielandBremenresearcher于9月在《自然协议》杂志上发表了这一结果

Afrozenmentenables tailed observation

Liebeke解释道:“我们创造了细菌网络的快照,也就是快照,准确地反映了它们在自然环境中的反应,尤其是在动物细胞内。”“我们无法将溶液压缩到几微米,可能比人类更薄。”

该方法的一个特殊特点是使用了薄如薄片的冰冻组织研究人员利用专门的质谱技术收集了MALDI MS图像,以创建细胞中化学成分的快照

然而,如果不知道是哪种细菌产生或聚集,那么从代谢产物的图像中得出正确的结论是不可能的为了解决这个问题,研究人员必须进行荧光原位杂交(FISH)来识别和定位样本中的单个细菌细胞

“将这种方法应用于大多数微生物群落将使我们对生物体之间的化学通讯有更多的了解,”MaxPlanckInstituteforMarineMicrobiology的PatricBourceauf说

这项突破性的工作为研究特性及其与宿主的互动打开了一扇新的大门此外,该方法也为未来提供了一些潜在的应用:在不来梅的MaxPlanck研究所开发的Liebeke在CAU的新工作组没有使用它来研究人类的微观生物和对代谢的影响例如,这可能有助于我们更好地了解炎症性疾病随着协议的发布,这项技术的应用并没有向全世界的搜索者开放

免疫学、微生物学和代谢组学的应用(专门研究代谢产物的搜索字段的名称)提供了对大多数微生物相互作用的功能和化学生态学的了解MALDI-MSI技术的最新进展使其有可能清除微生物菌落、生物膜和单个真核生物细胞,并产生细菌微菌落如今,MALDI MSIT技术已接近可以提供单个特征细胞图像的边缘该方案为分析和理解代谢反应提供了基础,降低到微米


来源:

Materials provided by
Kiel University.
注明: Content may be edited for style and length.


参考:

  1. Patric Bourceau, Benedikt Geier, Vincent Suerdieck, Tanja Bien, Jens Soltwisch, Klaus Dreisewerd, Manuel Liebeke.
    Visualization of metabolites and microbes at high spatial resolution using MALDI mass spectrometry imaging and in situ fluorescence labeling. Nature Protocols, 2023; 18 (10): 3050 DOI: 10.1038/s41596-023-00864-1

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