“魔法池”方法可以快速研究新型细菌

为了表征新发现的细菌的基因，微生物学家经常使用称为转座子的移动DNA片段在细菌内引入突变，以研究这些突变的影响。然而，鉴定新细菌的功能性转座子系统的试错过程可能很长。现在，加利福尼亚州劳伦斯伯克利国家实验室的科学家已经开发出一种方法来加速这一过程。

本周在mSystems上发表的着作作为美国微生物学会的开放获取期刊，研究人员描述了一种与目标细菌平行研究数百或数千种不同转座子系统的方法。在研究人员称之为“神奇池”的内部，用于递送转座子的各个DNA载体含有遗传物质和抗生素抗性标记的不同组合。为了能够并行跟踪所有这些不同的转座子载体，作者为每个载体添加了一个独特的DNA条形码，这样它们就可以使用DNA测序进行鉴定，这是一种确定DNA片段内构件的顺序的实验室工具。用魔法池向一种新细菌引入突变后，条形码的DNA测序可用于鉴定对制备转座子突变体有效的载体设计。因为所有DNA“部分”都被存档，所以重建有效的矢量设计是直截了当的。

该团队使用这种神奇的池方法在五种细菌中构建大型转座子突变体文库，其中三种来自拟杆菌门。

“我们不是一次测试一种遗传方法，而是让它失败，我们希望同时测试成百上千种不同的遗传变异，”资深研究作者，研究科学家Adam M. Deutschbauer博士说。实验室。“就像你有很多旋钮可以转动以获得一些工作。我们只是以多种方式转动所有旋钮并问：'转动所有这些旋钮的最佳方法是什么?'“

Deutschbauer说，该方法可用于加速对从人体肠道或环境中获得的新微生物的理解，如在土壤中。一般策略还可用于加速微生物中基于非转座子的遗传系统的开发，例如CRISPR / Cas基因组编辑或基于质粒的过表达。

在他们的实验中，Deutschbauer及其同事使用转座子Tn5或水手以及抗生素卡那霉素或红霉素的标记构建了四个神奇的池。他们测试了两个卡那霉素魔法池对抗三种环境细菌，这三种环境细菌是从田纳西州橡树岭的金属污染场地采集的地下水样本中分离出来的，还有两个红霉素魔法池对抗来自拟杆菌科的三种细菌。对于这些细菌中的五种，它们产生全基因组转座子突变体文库，并测量了几乎所有基因在实验室条件下生长的重要性。

“有很多关于生物学的东西，我们不理解，在我看来，仅仅尝试并行尝试很多东西，看看哪些是有效的，特别是如果并行测试的方法非常精简，”Deutschbauer说过。“对于我们将来要研究的微生物的多样性，开发新的分子遗传方法的试验和错误的方法将变得太慢和耗时。我们需要加速开发新的遗传工具的方法非模型生物。“

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