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                  技术推介

                  技术干货| 高通量筛选技术在合成生物学领域实例解析

                  合成生物学是综合了科学与工程的一个崭新且极富创造力的生物学研究领域。其采用化学或生物化学合成的DNA或蛋白质生物元件,通过工程化的鉴定,形成标准化的元件库,创造具有全新特征或增强了性能的生物模块、网络、体系乃至生物体(细胞)。为生命现象及其运动规律的解析提供了一种“自下而上”合成策略的正向工程学的研究思路和方法手段。在医药研发、生物制造等领域中具有巨大的应用开发潜力。在其核心工作之一“标准化原件库构建”的过程中,高通量筛选平台的参与能极大的提高原件构建通量与精细度,大幅降低时间消耗与人工误差。

                  来自武汉大学药学院刘天罡教授研究团队发表在代谢工程领域国际旗舰期刊《Metabolic Engineering》 (IF=8.201)上的一项研究揭示:将来源于链霉菌的聚酮合酶SgcE和硫脂酶SgcE10通过密码子改造并在大肠杆菌中进行表达,可以过量产生十六烯烃化合物,其还原后可以获得十六烷烃化合物(一种性能优异的生物燃料分子)。研究团队通过构建SgcE10表达启动子库以期实现对其蛋白表达量的精细调节,进而实现定向的产物结构与产量优化。通过简并引物合成一系列的启动子库,并使用绿色荧光蛋白来追踪蛋白表达量,最后借助武汉生物技术研究院强大的高通量筛选平台,研究团队快速完成数千个启动子的快速定性、定量鉴定与筛选工作。为后续挑选适用于不同生物合成途径的最优启动子原件提供了精准的数据支撑。



                  下面我将通过一系列“分解动作”为大家重现整个自动化筛选过程(GIF图片加载较慢,请稍事等待):

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                  构建大批量克隆文库,通过高速单克隆挑选系统精准选取单个克隆到96孔标准板中进行过夜培养。全程实现信息化记录与处理,确保任一单克隆来源的可追溯、可查找。


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                  培养好的菌液通过自动化工作站批量转接5%到新的培养基中,随后放入全自动培养系统内震荡培养。期间对于前期生长状态不理想的克隆进行过滤、回溯或二次挑选。


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                  转接菌液在37℃培养至OD600约为0.6,期间通过全功能微孔板检测仪进行实施OD监控,实现对菌株生长状态的精准把控。


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                  连续分液仪加入0.1mM IPTG诱导蛋白表达,继续37℃表达12小时。通过自动化工作站中全功能微孔板检测仪实时检测GFP绿色荧光蛋白的强度,进而筛选合适强度的启动子。




                   

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                       上述工作仅使用了整个高通量筛选平台的部分功能,后续我们还将陆续推出相关技术介绍,为您详细分解高通量筛选平台内串联自动化液体处理工作站-自动耗材供给站-自动封膜机-电动PCR自动撕膜机连续分液仪-全功能微孔板检测仪-离心机-二氧化碳培养箱-自动传输轨道设备药物筛选、菌种改造、文库构建DNA提取纯化、ELISA反应、PCR前处理、DNA测序处理、临床检验样品处理及血站系统高通量样品分析工作中的技术潜能,敬请关注。







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                     武汉生物技术研究院位于东湖国家自主创新示范区武汉光谷生物城内,成立于2009年8月29日,由湖北省委、省政府整合武汉大学、华中科技大学、华中农业大学、中科院武汉分院等高校、科研院所的优势资源组建而成的新型的科研/产业型研究院,其下设立的技术平台部已搭建以第三代测序为核心的基因测序分析,生物质谱检测及分析,生物核磁分析及筛选,细胞分选及显微成像,细胞/化合物高通量筛选,高性能运算与生物信息分析,生物发酵及制备,蛋白纯化及晶体解析共计八大设备平台,以及以基因组学、转录组学、表观组学、蛋白组学、代谢组学为支撑的综合性组学技术中心。近四年来,累计服务全国超过400个企事业单位、高校、科研院所,年均检测样本数超过15000个,服务客户超30000人次。承担国家十一五,十二五重大新药创制科技重大专项,国家病毒病防治重大专项等多项重大课题。


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