拉曼流式细胞分选仪FlowRACS
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杨世辉教授团队与青岛能源所合作开发数字化克隆挑选平台,助力优质菌株筛选
合成生物学与绿色生物制造· 2025-10-17 18:20
文章核心观点 - 由青岛能源所单细胞中心等机构联合研发的AI驱动数字化克隆挑选平台(DCP),通过技术创新解决了微生物菌株筛选这一合成生物学DBTL循环中的关键效率瓶颈,显著提升了优良工业菌株的发现速度,对绿色生物制造产业具有重要推动作用 [2][4][5] 技术平台特点 - DCP系统整合三大技术创新:微腔室分隔培养实现单细胞独立培养、AI辅助图像识别实时监测细胞生长动态与代谢活性、无接触激光单克隆挑取技术精准导出目标菌株 [4] - 该平台具备高通量和高精准性优势,能够对上万个单克隆进行多模态表型筛选,尤其擅长捕捉概率仅万分之一的稀有优质突变体 [2][5] - 与传统平板培养方法相比,DCP避免了液滴微流控技术的流程复杂和易交叉污染问题,并可动态追踪细胞状态 [2] 应用验证成果 - 在工业底盘菌运动发酵单胞菌的测试中,DCP平台在30g/L乳酸胁迫条件下成功筛选出“超级菌株”,其乳酸产量提升19.6%,生长速率提高75.9% [5] - 基因组学研究发现该菌株的优异表型与ZMOp39x027基因突变相关,揭示了此前未知的乳酸耐受机制,该基因可增强乳酸跨膜转运能力 [5] 产业协同效应 - DCP平台与同团队开发的拉曼流式细胞分选仪FlowRACS形成功能互补:FlowRACS擅长瞬时快照分选,通量达每分钟数百个细胞;DCP侧重于动态追踪回收,两者结合覆盖从快速筛选到深度解析的全流程 [6] - 该技术方案为代谢工程、环境微生物资源挖掘和工业菌株优化提供强大支撑,未来可广泛应用于酶功能验证、定向进化和耐逆菌株选育等领域 [5][6]