近日，中科院青島生物能源與過程研究所（簡(jiǎn)稱青島能源所）自主研發(fā)的單細(xì)胞拉曼分選及測(cè)序耦合系統(tǒng)（RACS-SEQ）正式對(duì)外發(fā)布。該系統(tǒng)將服務(wù)于微生態(tài)大健康、海洋資源與監(jiān)測(cè)、生物安全、工業(yè)生物技術(shù)等廣泛領(lǐng)域的研究與應(yīng)用。
為單細(xì)胞研究提供新的解決方案
對(duì)于單細(xì)胞分選，目前最常用的是流式細(xì)胞儀，但其需預(yù)先知道細(xì)胞的表型并加以熒光標(biāo)記，嚴(yán)重限制了可篩選細(xì)胞的范圍。拉曼光譜無需任何標(biāo)記，即可獲取細(xì)胞的種類、狀態(tài)以及所處微環(huán)境等信息，是理想的表型/表型組的評(píng)價(jià)手段，但由于缺乏與信號(hào)復(fù)雜度相匹配的分選方式，而無法用于單細(xì)胞研究。青島能源所單細(xì)胞中心最新研發(fā)的系統(tǒng)則成功解決了表型判別與單細(xì)胞分離的兼顧問題，將成為單細(xì)胞水平揭示基因與功能關(guān)聯(lián)的強(qiáng)大工具。
該系統(tǒng)對(duì)不同尺寸與形狀的細(xì)胞具良好兼容性，而且操作便捷。通過拉曼組分析原理等關(guān)鍵器件的創(chuàng)新，該系統(tǒng)在單細(xì)胞水平實(shí)現(xiàn)了非標(biāo)記式拉曼表型識(shí)別與功能分選，為單細(xì)胞生物學(xué)研究提供了新的整體解決方案。該系統(tǒng)搭載了自主研發(fā)的 “拉曼組分析三部曲”智能信息系統(tǒng)。拉曼組自動(dòng)化采集反饋軟件可快速、準(zhǔn)確、智能化地獲取單細(xì)胞拉曼光譜信息；智能化拉曼組分析統(tǒng)計(jì)軟件可一站式完成在線數(shù)據(jù)處理與挖掘；高性能拉曼組數(shù)據(jù)庫與搜索引擎通過多層次/易擴(kuò)展的多維表型組數(shù)據(jù)庫及拉曼組搜索引擎，實(shí)現(xiàn)了全景式、自動(dòng)化、高通量的細(xì)胞功能識(shí)別。
有助于解析細(xì)胞千差萬別的原因
單個(gè)細(xì)胞是地球上生命體功能和進(jìn)化的基本單元，蘊(yùn)藏著生長(zhǎng)發(fā)育、衰老死亡、新陳代謝、信號(hào)傳導(dǎo)等眾多奧秘。在單細(xì)胞水平揭示基因與功能的關(guān)聯(lián)，將有助于解析細(xì)胞千差萬別的原因，并識(shí)別具有“特異”功能的細(xì)胞與基因。在茫茫細(xì)胞海里，只要用RACS照一照，獲得的“拉曼組”信息就能得知哪個(gè)是要找的細(xì)胞。該信息無需任何標(biāo)記就可以知道細(xì)胞的種系發(fā)生、生理狀態(tài)，以及所處的微環(huán)境等，因此利用拉曼組可以精準(zhǔn)識(shí)別細(xì)胞的種屬分類、代謝水平、對(duì)環(huán)境刺激的應(yīng)激反應(yīng)等。
為了最終獲得表型特異的功能單細(xì)胞，RACS還實(shí)現(xiàn)了單細(xì)胞的培養(yǎng)和快檢等功能，大幅縮短了培養(yǎng)時(shí)間，將傳統(tǒng)涂板培養(yǎng)檢測(cè)時(shí)間從1—2天縮短至幾小時(shí)，大大提高了工作效率。
有望成為新型抗菌藥物研發(fā)新手段
青島能源所單細(xì)胞中心具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的拉曼組耐藥性臨床快檢技術(shù)，能夠不需培養(yǎng)而直接測(cè)定單個(gè)細(xì)菌細(xì)胞的耐藥性，因此將成為臨床耐藥性快檢和新型抗菌藥物研發(fā)的新手段。同時(shí)，拉曼組細(xì)胞儲(chǔ)能物質(zhì)快檢技術(shù)能夠同時(shí)快速測(cè)定和分選微藻細(xì)胞中淀粉、油脂和蛋白的含量，將成為工業(yè)生產(chǎn)過程在線實(shí)時(shí)監(jiān)控的有力工具。
此外，單細(xì)胞研究中心與多個(gè)企業(yè)與臨床機(jī)構(gòu)進(jìn)行了深入的應(yīng)用合作，示范了RACS在醫(yī)學(xué)快檢、細(xì)胞工廠篩選、生物資源挖掘、生態(tài)過程監(jiān)控等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。該系統(tǒng)還將拓展拉曼組大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，示范針對(duì)各種細(xì)胞類型的單細(xì)胞拉曼分選與測(cè)序，更好地服務(wù)于細(xì)胞科學(xué)與生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)。
青島晚報(bào)/掌上青島/青網(wǎng) 記者 王偉
