微生物芯片技术克服活菌分离的挑战并解锁传说中不可培养的微生物

据麦姆斯咨询报道，分离活的菌种往往是一个充满挑战的过程。因此，大部分微生物被认为是“不可培养的”。然而，人们越来越认识到，许多微生物可以通过使用新的生长工具和方法进行培养。我们与Biomillenia公司首席执行官（CEO）Dirk Löffert博士进行了对话，了解它们的微生物芯片技术如何克服活菌分离的挑战，并“解锁”传说中不可培养的微生物，从而使其适用于一系列应用。

Biomillenia公司首席执行官（CEO）Dirk Loffert博士Anna MacDonald（以下简称AM）：培养和分离活的菌种有哪些挑战？Dirk Loffert（以下简称DL）：许多菌种由于无法在实验室条件下复制，因此很难进行活体分离。通常，分离活的菌株需要对生长培养基和生长参数进行漫长而繁琐的优化，即使这样也只能从环境或人体样本中分离出少量的菌株。这被称为微生物世界的“暗物质”。AM：您能否和我们分享Biomellenia公司的微生物芯片技术，它又是如何改善上述过程的？DL：Biomillenia公司的芯片实验室使用了1亿个小液滴（每个20 pl），为细菌和其它类细胞或微生物提供独特的生长环境。这使得我们可以从单细胞开始培养细菌，而不是像在标准微生物学方法中那样，大量培养或在琼脂平板上培养细胞。因此，我们可以确定一个适当的生长环境，细菌在这个环境下不需要和其它微生物竞争营养和必要的协同因子。此外，细菌可能会分泌抑制其它细胞的物质。当我们将每种细菌封闭在一个受限制的生长空间内时，我们也去除了这种影响细菌生长的抑制效应。Biomillenia技术平台的另一大重要优势是能够以同样大的吞吐量（1亿个液滴），在液滴环境中进行一系列不同的试验。因此，我们不会局限于繁琐的生长优化，而是希望少数的分离菌株能够适应所选择的试验条件，以分离候选产品。相比之下，我们进行了数百万个平行培养试验，并且可以用指定的试验方法直接检测，从庞大的人体微生物群落（或其它环境）中，一步选择出有益的候选产品。

AM：这项技术未来将对诊断和环境监测等应用造成何种影响？DL：依靠破坏细胞的分子生物学，目前也存在其它诊断和环境监测技术，并且在许多情况下都适用。然而，我们技术平台的最大优势，是能够选择我们所想要的特定特征来分离获得活体菌种。这将为人类健康和营养、制药应用和其它领域的产品开发提供全新机遇，借助于此，可以更好地获得相关候选产品，更轻松分析对其有益的作用方式。AM：你能详细给我们描述最近与荷兰凯杰（QIAGEN）之间的合作嘛？此次合作又将打开怎样双赢的局面呢？DL：尽管下一代测序是一项非常成熟的技术，它已经彻底改变了我们如何在更详细的分子水平层面去分析微生物群，但数据分析依然存在重大障碍。尤其是当需要分析具有很高基因组同源性的菌株时，目前的组装算法还需要进一步完善并优化。为不同的样本类型开发参考数据库，是另一大主要需求。基于凯杰行业领先的平台技术，将显著促进产品开发中生物信息学工作流的标准化和易用性，帮助我们的数据分析变成一个非常高效的过程。我们将在该领域不断进行深入合作。AM：针对公司未来，你有什么发展计划？DL：我们正在积极参与各种合作项目，为农业中的产品开发分离新型菌株，在其它市场领域也在进行相类似的探讨。Biomillenia公司专注于人类健康和营养产品的开发，帮助预防由生态失调所引起的生活方式类疾病和人体微生物群失衡。我们的平台使我们能够进行微生物分离，并分析微生物数量不足或缺失所带来的有益影响，以改善人体健康状况。