单细胞水平微生物研究的内容与意义
发布时间：2018-04-12浏览次数：1008返回列表
因此，对这些问题进行分子水平的深入解析，在食品卫生安全、疾病防治等方面都有着重要的意义。单细胞尺度微生物学的相关研究方法由于可以直接以单一细胞为起始材料，在避免了细胞培养过程的同时，可以从自然界直接获取细胞，并对其“原位”状态进行分析、获知微生物在自然界中为原始的状态，无疑为解决上述问题提供了有效的工具。例如：早期基于荧光与光谱的方法可以在不破坏细胞的前提下，实时检测群体内异质性分布与个体的表型、转录信息、蛋白质、代谢物等生理指标；而近期的单细胞测序方法可以与适当的细胞分离方法结合，获取群体内每个个体的基因型与表达谱等信息。
不可培养微生物：据估计，目前自然界中的细菌与古细菌仅有不到 1%能够在实验室中进行纯培养。这意味着，传统的基于纯培养的研究方法仅仅揭示了自然界的冰山一角，仍然有许多“暗物质”等待着新的方法去发掘其中的内容，如新的功能型化合物、抗生素、以及新的物种等。另一方面，人们很早就发现，很多微生物、特别是一些病原微生物，能够进入一种被称为“活的但不可培养”的状态。在这种状态下，细胞内代谢活性低、不能在正常的培养基中生长，但在某些条件下能够通过活化恢复生长能力。并且研究发现，处在这些状态下的某些致病菌仍具有致病性。
微生物的原位分析微生物在自然环境中与实验室纯培养环境中所处的环境往往存在着大的差异：一方面，纯培养体系的培养条件经过优化，各种营养物质较为充足，而自然环境中，各种营养物质一般较为匮乏，且可能存在着各种抑制生长的物质，致使基因表达谱、蛋白、代谢物种类都与实验室纯培养环境下存在差异；另一方面，微生物在自然界中时时刻刻处于和其他微生物的相互作用中、生物膜系统等复杂系统中，物种之间与种群内部的群感效应(quorum-sensing)、信号传导等与纯培养状态下也有着很大的不同。为解决以上问题，有必要利用实时、非侵入性的研究方法，对上述复杂环境中的微生物进行原位分析，了解微生物细胞在自然界的天然生理状况，这对于微生物生态学以及环境生物学研究都有着重要的意义。
在大肠杆菌中，I 型菌毛表达会在感染期间受 fim 基因的反转调节；鼠伤寒沙门氏杆菌中，鞭毛由 fliC 和 fljB 基因合成的鞭毛蛋白构成，细胞通过可逆反转 fljB 的启动子区，调控 fljB 以及其下游的 fljA 基因的表达，FljA 蛋白通过转录后调控的方式抑制 fliC 基因的表达，从而实现某一类鞭毛蛋白基因的表达。尽管上述四类异质性来源已经在某些方面得到了证实，但其中的诸多机理仍未在分子水平得以系统的阐明。相关研究一方面依赖于对微生物表型的实时检测，另一方面也需要通过对目的细胞群体或个体的分离，以进行相关分子水平的深分析，从而揭示异质性背后的分子机理。
微生物的异质性：在自然界中，由于需要面对复杂的外部环境与各种可能的胁迫条件，微生物通过种群中个体基因型与表型的多样性，保证某些个体在严酷条件下的存活，实现种群的存续。一般而言，细胞间异质性的来源可分为以下种：基因的随机表达、表型可塑性、基因型可塑性、以及可逆的基因型变异。研究表明，细胞固有的、外在的表达噪声以及双峰与双稳态机制都可能是基因随机表达的诱因。表型可塑性多由于种群内部个体所处的微环境差异，导致细胞间的基因表达差异，并终反映为表型差异以及群体内部分工。
随着相关技术的发展与完善，单细胞水平研究逐渐成为许多领域的研究热点。虽然相比于动物和植物，微生物没有复杂的器官分化，但是对微生物进行单细胞水平研究有助于我们研究微生物在群落内部的分工、细胞间相互作用、细胞间异质性等关键问题。下面，我们将从异质性、原位分析与不可培养性3个方面，概述微生物单细胞水平研究的内容与意义。
甲种胎儿球蛋白/甲胎蛋白(AFP)ELISA试剂盒 ，英文名： AFP ELISA Kit
甲酰甲硫氨酸(fMet)ELISA试剂盒 ，英文名： fMet ELISA Kit
甲肟前列腺素D2(PGD2-MOX)ELISA试剂盒 ，英文名： PGD2-MOX ELISA Kit
甲基化酶(Methylase)ELISA试剂盒 ，英文名： Methylase ELISA Kit
甲基化CpG结合蛋白2(MECP2)ELISA试剂盒 ，英文名： MECP2 ELISA Kit
甲胺喋呤(MTX)ELISA试剂盒 ，英文名： MTX ELISA Kit
己糖激酶3(HK3)ELISA试剂盒 ，英文名： HK3 ELISA Kit
己糖激酶(HK)ELISA试剂盒 ，英文名： HK ELISA Kit
几丁质酶3样蛋白1(YKL-40/CHI3L1)ELISA试剂盒 ，英文名： YKL-40/CHI3L1 ELISA Kit
几丁质酶1(壳三糖酶)(CHIT1)ELISA试剂盒 ，英文名： CHIT1 ELISA Kit
集落刺激因子(CSF)ELISA试剂盒 ，英文名： CSF ELISA Kit
集蛋白亚家族成员11(COLEC11)ELISA试剂盒 ，英文名： COLEC11 ELISA Kit
低密度脂蛋白受体(VLDLR)ELISA试剂盒 ，英文名： VLDLR ELISA Kit
低密度脂蛋白(VLDL)ELISA试剂盒 ，英文名： VLDL ELISA Kit
激肽释放酶8(KLK 8)ELISA试剂盒 ，英文名： KLK 8 ELISA Kit
激肽释放酶7(KLK 7)ELISA试剂盒 ，英文名： KLK 7 ELISA Kit
激肽释放酶6(KLK 6)ELISA试剂盒 ，英文名： KLK 6 ELISA Kit
激肽释放酶2(hK 2)ELISA试剂盒 ，英文名： hK 2 ELISA Kit
激肽释放酶11(KLK 11)ELISA试剂盒 ，英文名： KLK 11 ELISA Kit
激肽释放酶10(KLK 10)ELISA试剂盒 ，英文名： KLK 10 ELISA Kit
激肽释放酶1(KLK 1)ELISA试剂盒 ，英文名： KLK 1 ELISA Kit
激素敏感脂肪酶(HSL)ELISA试剂盒 ，英文名： HSL ELISA Kit
激素敏感性脂肪酶(HSL)ELISA试剂盒 ，英文名： HSL ELISA Kit
激活素A(Activin A)ELISA试剂盒 ，英文名： Activin A ELISA Kit
激动异构酶/细胞分裂素MB(CKMB)ELISA试剂盒 ，英文名： CKMB ELISA Kit
基质细胞衍生因子1β(SDF-1β/SDF1B)ELISA试剂盒 ，英文名： SDF-1β/SDF1B ELISA Kit
基质细胞衍生因子1β(SDF-1β/CXCL12)ELISA试剂盒 ，英文名： SDF-1β/CXCL12 ELISA Kit
基质细胞衍生因子1β(SDF-1β)ELISA试剂盒 ，英文名： SDF-1β ELISA Kit
基质细胞衍生因子1α(SDF-1α)ELISA试剂盒 ，英文名： SDF-1α ELISA Kit
基质细胞衍生因子1a(SDF-1a/CXCL12)ELISA试剂盒 ，英文名： SDF-1a/CXCL12 ELISA Kit
不可培养微生物：据估计，目前自然界中的细菌与古细菌仅有不到 1%能够在实验室中进行纯培养。这意味着，传统的基于纯培养的研究方法仅仅揭示了自然界的冰山一角，仍然有许多“暗物质”等待着新的方法去发掘其中的内容，如新的功能型化合物、抗生素、以及新的物种等。另一方面，人们很早就发现，很多微生物、特别是一些病原微生物，能够进入一种被称为“活的但不可培养”的状态。在这种状态下，细胞内代谢活性低、不能在正常的培养基中生长，但在某些条件下能够通过活化恢复生长能力。并且研究发现，处在这些状态下的某些致病菌仍具有致病性。
微生物的原位分析微生物在自然环境中与实验室纯培养环境中所处的环境往往存在着大的差异：一方面，纯培养体系的培养条件经过优化，各种营养物质较为充足，而自然环境中，各种营养物质一般较为匮乏，且可能存在着各种抑制生长的物质，致使基因表达谱、蛋白、代谢物种类都与实验室纯培养环境下存在差异；另一方面，微生物在自然界中时时刻刻处于和其他微生物的相互作用中、生物膜系统等复杂系统中，物种之间与种群内部的群感效应(quorum-sensing)、信号传导等与纯培养状态下也有着很大的不同。为解决以上问题，有必要利用实时、非侵入性的研究方法，对上述复杂环境中的微生物进行原位分析，了解微生物细胞在自然界的天然生理状况，这对于微生物生态学以及环境生物学研究都有着重要的意义。
在大肠杆菌中，I 型菌毛表达会在感染期间受 fim 基因的反转调节；鼠伤寒沙门氏杆菌中，鞭毛由 fliC 和 fljB 基因合成的鞭毛蛋白构成，细胞通过可逆反转 fljB 的启动子区，调控 fljB 以及其下游的 fljA 基因的表达，FljA 蛋白通过转录后调控的方式抑制 fliC 基因的表达，从而实现某一类鞭毛蛋白基因的表达。尽管上述四类异质性来源已经在某些方面得到了证实，但其中的诸多机理仍未在分子水平得以系统的阐明。相关研究一方面依赖于对微生物表型的实时检测，另一方面也需要通过对目的细胞群体或个体的分离，以进行相关分子水平的深分析，从而揭示异质性背后的分子机理。
微生物的异质性：在自然界中，由于需要面对复杂的外部环境与各种可能的胁迫条件，微生物通过种群中个体基因型与表型的多样性，保证某些个体在严酷条件下的存活，实现种群的存续。一般而言，细胞间异质性的来源可分为以下种：基因的随机表达、表型可塑性、基因型可塑性、以及可逆的基因型变异。研究表明，细胞固有的、外在的表达噪声以及双峰与双稳态机制都可能是基因随机表达的诱因。表型可塑性多由于种群内部个体所处的微环境差异，导致细胞间的基因表达差异，并终反映为表型差异以及群体内部分工。
随着相关技术的发展与完善，单细胞水平研究逐渐成为许多领域的研究热点。虽然相比于动物和植物，微生物没有复杂的器官分化，但是对微生物进行单细胞水平研究有助于我们研究微生物在群落内部的分工、细胞间相互作用、细胞间异质性等关键问题。下面，我们将从异质性、原位分析与不可培养性3个方面，概述微生物单细胞水平研究的内容与意义。
甲种胎儿球蛋白/甲胎蛋白(AFP)ELISA试剂盒 ，英文名： AFP ELISA Kit
甲酰甲硫氨酸(fMet)ELISA试剂盒 ，英文名： fMet ELISA Kit
甲肟前列腺素D2(PGD2-MOX)ELISA试剂盒 ，英文名： PGD2-MOX ELISA Kit
甲基化酶(Methylase)ELISA试剂盒 ，英文名： Methylase ELISA Kit
甲基化CpG结合蛋白2(MECP2)ELISA试剂盒 ，英文名： MECP2 ELISA Kit
甲胺喋呤(MTX)ELISA试剂盒 ，英文名： MTX ELISA Kit
己糖激酶3(HK3)ELISA试剂盒 ，英文名： HK3 ELISA Kit
己糖激酶(HK)ELISA试剂盒 ，英文名： HK ELISA Kit
几丁质酶3样蛋白1(YKL-40/CHI3L1)ELISA试剂盒 ，英文名： YKL-40/CHI3L1 ELISA Kit
几丁质酶1(壳三糖酶)(CHIT1)ELISA试剂盒 ，英文名： CHIT1 ELISA Kit
集落刺激因子(CSF)ELISA试剂盒 ，英文名： CSF ELISA Kit
集蛋白亚家族成员11(COLEC11)ELISA试剂盒 ，英文名： COLEC11 ELISA Kit
低密度脂蛋白受体(VLDLR)ELISA试剂盒 ，英文名： VLDLR ELISA Kit
低密度脂蛋白(VLDL)ELISA试剂盒 ，英文名： VLDL ELISA Kit
激肽释放酶8(KLK 8)ELISA试剂盒 ，英文名： KLK 8 ELISA Kit
激肽释放酶7(KLK 7)ELISA试剂盒 ，英文名： KLK 7 ELISA Kit
激肽释放酶6(KLK 6)ELISA试剂盒 ，英文名： KLK 6 ELISA Kit
激肽释放酶2(hK 2)ELISA试剂盒 ，英文名： hK 2 ELISA Kit
激肽释放酶11(KLK 11)ELISA试剂盒 ，英文名： KLK 11 ELISA Kit
激肽释放酶10(KLK 10)ELISA试剂盒 ，英文名： KLK 10 ELISA Kit
激肽释放酶1(KLK 1)ELISA试剂盒 ，英文名： KLK 1 ELISA Kit
激素敏感脂肪酶(HSL)ELISA试剂盒 ，英文名： HSL ELISA Kit
激素敏感性脂肪酶(HSL)ELISA试剂盒 ，英文名： HSL ELISA Kit
激活素A(Activin A)ELISA试剂盒 ，英文名： Activin A ELISA Kit
激动异构酶/细胞分裂素MB(CKMB)ELISA试剂盒 ，英文名： CKMB ELISA Kit
基质细胞衍生因子1β(SDF-1β/SDF1B)ELISA试剂盒 ，英文名： SDF-1β/SDF1B ELISA Kit
基质细胞衍生因子1β(SDF-1β/CXCL12)ELISA试剂盒 ，英文名： SDF-1β/CXCL12 ELISA Kit
基质细胞衍生因子1β(SDF-1β)ELISA试剂盒 ，英文名： SDF-1β ELISA Kit
基质细胞衍生因子1α(SDF-1α)ELISA试剂盒 ，英文名： SDF-1α ELISA Kit
基质细胞衍生因子1a(SDF-1a/CXCL12)ELISA试剂盒 ，英文名： SDF-1a/CXCL12 ELISA Kit
