抽象背景微生物必须对其环境变化做出反应。分析函数的鲁棒性(即性能稳定性)这种动态扰动在实验室和工业环境中都引起了极大的兴趣。最近,一种能够评估各种功能的鲁棒性的定量方法,例如在不同条件,时间范围和种群中为在96孔板中生长的微型ISM开发了各种功能的鲁棒性。在微静电板中,环境变化缓慢且未定义。动态微型单细胞培养(DMSCC)实现了微环境的精确维护和操纵,同时使用活细胞成像随着时间的推移跟踪单细胞。在这里,我们将DMSCC和鲁棒性量化方法结合在一起,以评估在几秒钟或几分钟内发生变化的性能稳定性。结果,酿酒酵母CEN.PK113-7D,具有用于细胞内ATP水平的生物传感器,暴露于葡萄糖盛宴饥饿周期,每种状况在20小时内持续1.5至48分钟。开发并应用了半自动图像和数据分析管道,以评估种群,亚种群和单细胞分辨率的各种功能的性能和鲁棒性。我们观察到特定生长速率的降低,但振荡间隔更长的细胞内ATP水平增加。持续48分钟振荡的细胞表现出最高的平均ATP含量,但随着时间的流逝,稳定性最低,在人群中的异质性最高。结论所提出的管道使随着时间的时间和种群内的动态环境中的功能稳定性进行了研究。该策略允许并行化和自动化,并且很容易适应新的生物,生物传感器,培养条件和振荡频率。对微生物对不断变化环境的反应的见解将指导应变开发和生物处理优化。关键词酿酒酵母,种群异质性,动态环境,尺度降低,生物传感器,活细胞成像,微流体单细胞培养,营养振荡
[19] Kunin,V.,Copeland,A.,Lapidus,A.,Mavromatis,K。,&Hugenholtz,P。(2008)。宏基因组学的生物信息学指南。微生物学和分子生物学评论,72(4),557-578。[20] Jolley,K。A.,Chan,M。S.,&Maiden,M.C。(2004)。MLSTDBNET分布的多洛克斯序列键入(MLST)数据库。BMC生物信息学,5(1),86。[21] Enright,M。C.和Spratt,B。G.(1999)。多焦点序列键入。微生物学的趋势,7(12),482-487。[22] Healy,M.,Huong,J.,Bittner,T.,Lising,M.,Frye,S.,Raza,S。,&Woods,C。(2005)。通过自动重复序列的PCR键入微生物DNA。临床微生物学杂志,第43(1)期,199-207。[23] Vergnaud,G。和Pourcel,C。(2006)。多个基因座VNTR(串联重复的可变数量)分析。分子鉴定,系统学和原核生物的种群结构,83-104。[24] Van Belkum,A。(2007)。通过多焦点数量的串联重复分析(MLVA)来追踪细菌物种的分离株。病原体和疾病,49(1),22-27。[25] Vergnaud,G。和Pourcel,C。(2009)。多个基因座变量串联重复分析数。微生物的分子流行病学:方法和方案,141-158。[26] Fricke,W。F.,Rasko,D。A.和Ravel,J。(2009)。基因组学在鉴定,预测和预防生物学威胁中的作用。PLOS Biology,7(10),E1000217。[27] Wu,M。和Eisen,J。A.(2008)。95-100)。一种简单,快速且准确的系统基因推断方法。基因组生物学,9(10),R151。[28] Liu,B.,Gibbons,T.,Ghodsi,M。和Pop,M。(2010年12月)。隐式:元基因组序列的分类分析。生物信息学和生物医学(BIBM),2010年IEEE国际会议(pp。IEEE。 [29] Wang,Z。,&Wu,M。(2013)。 门水平细菌系统发育标记数据库。 分子生物学与进化,30(6),1258-1262。 [30] Darling,A。E.,Jospin,G.,Lowe,E.,Matsen IV,F。A.,Bik,H。M.,&Eisen,J. A. (2014)。 系统缩影:基因组和宏基因组的系统发育分析。 peerj,2,e243。 [31] Taberlet,P.,Prud'Homme,S.M.,Campione,E.,Roy,J.,Miquel,C.,Shehzad,W。,&Melodelima,C。(2012)。 土壤采样和细胞外DNA的分离,适用于大量的起始材料。 分子生态学,21(8),1816-1820。IEEE。[29] Wang,Z。,&Wu,M。(2013)。门水平细菌系统发育标记数据库。分子生物学与进化,30(6),1258-1262。[30] Darling,A。E.,Jospin,G.,Lowe,E.,Matsen IV,F。A.,Bik,H。M.,&Eisen,J.A.(2014)。系统缩影:基因组和宏基因组的系统发育分析。peerj,2,e243。[31] Taberlet,P.,Prud'Homme,S.M.,Campione,E.,Roy,J.,Miquel,C.,Shehzad,W。,&Melodelima,C。(2012)。土壤采样和细胞外DNA的分离,适用于大量的起始材料。分子生态学,21(8),1816-1820。
安全的饮用水和足够的环境卫生是健康的前提,并取得了抵抗贫困,饥饿和儿童死亡的成功(1)。根据联合国儿童基金会的一份报告,亚洲和非洲约有8亿人生活在没有安全饮用水的情况下生活(2)。估计有近15亿人缺乏安全的饮用水,每年至少有500万人死亡可以归因于水传播疾病。被污染的水或安全饮用水的供应不足会导致各种胃肠道疾病,例如腹泻,痢疾和水传播疾病,例如霍乱和伤寒(3)。水质,卫生和卫生差,全球约有170万人死亡(占所有死亡人数的3.1%,占Daly的3.7%),主要是通过感染性腹泻(4)。世界卫生组织(WHO)告知,每年有340万人因与水有关的疾病而死亡,这使其成为世界各地疾病和死亡的主要原因(5)。还估计,世界上多达80%的疾病和疾病是由卫生,污染水或不可用的水引起的。与饮用水污染有关的疾病构成了人类健康的重大负担。与饮用水相关的最常见和广泛的健康风险是微生物污染。世界上所有疾病和疾病的80%是由卫生,污染的水或水不足引起的(6)。一般而言,最大的
局部重复是在小区域内发生的对称元素的出现(以100 bp为单位)。所有四种局部重复都可以参与特殊的DNA结构的形成 - 最著名的是十字形,可以通过倒重复序列形成。镜面重复序列可以形成非常不同的结构:分子内三链DNA,也称为triplex DNA和H-DNA [8]。加上三链部分,Triplex DNA还由一个单链部分组成,可以与另一个DNA混合;这被认为是同性重组的可能机制[21]。也存在与直接重复序列相关的特殊DNA结构,并且也存在重复的重复。直接重复可以形成所谓的滑动链DNA(S-DNA),这可能会导致框架移动muta-
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咸水滴灌是解决干旱地区淡水短缺问题的一个潜在解决方案。然而,长期使用会使土壤盐分积累并降低磷 (P) 的有效性。生物炭和秸秆改良剂已被证明可以减轻这些影响,但它们在调节长期咸水灌溉下参与磷转化的微生物基因方面的机制仍不清楚。本研究旨在评估生物炭和秸秆掺入对盐灌棉田土壤微生物群落结构和磷有效性的影响。基于 14 年的田间试验,开发了三种处理方法:仅咸水灌溉 (CK)、咸水灌溉加生物炭 (BC) 和咸水灌溉加秸秆 (ST)。结果表明,这两种改良剂都显著提高了土壤含水量、有机碳、总磷、有效磷和无机磷组分 (Ca 10 -P、Al-P、Fe-P 和 OP),同时降低了土壤电导率和 Ca 2 -P 和 Ca 8 -P 组分。生物炭增加了 Chloro flexi、Gemmatimonadetes 和 Verrucomicrobia 的相对丰度,而秸秆则促进了 Proteobacteria 和 Planctomycetota 的丰度。两种处理均降低了几种 P 矿化基因(例如 phoD、phoA)的丰度并增加了与 P 溶解相关的基因(例如 gcd)。相关性研究表明,微生物种群和 P 循环基因与土壤特性紧密相关,其中 Ca 2 -P 和 Al-P 是重要的介质。通常,在长期含盐灌溉下,生物炭和秸秆改良剂可降低土壤盐分,提高土壤 P 的有效性,降低磷循环相关微生物基因的表达并改善土壤特性。这些结果使它们成为可持续土壤管理的绝佳技术。
在真菌,细菌和病毒感染期间,果蝇果蝇在强大的防御反应中进行了强有力的防御反应。我们已经调查了这种辩护,并提出了三种类型的问题:(1)果蝇如何认识到入侵的微生物; (2)识别如何导致细胞内信号传导级联反应和基因重编程的激活; (3)产生哪些效应分子以反对微生物。我们的结果指出了一种复杂的防御机制,该机制基于微生物配体的几种循环,跨膜或胞质受体。结合受体触发了几个不同的信号级联,这些级联在NF-κB家族成员的激活中达到顶点,进而控制了数百种免疫反应基因的表达,其中一些基因具有有效的抗菌活性。与哺乳动物先天免疫机制的严格相似之处指向这种辩护的共同血统,并将在演讲中进行讨论。最近的评论:J.A。Hoffmann(2003)。 果蝇的免疫反应。 自然,第426、33-38卷。Hoffmann(2003)。果蝇的免疫反应。自然,第426、33-38卷。
抗生素在被发现之时被认为是治疗细菌感染的灵丹妙药,但微生物通过多种强大的机制来对抗抗生素,从而产生了多重耐药 (MDR) 和广泛耐药 (XDR) 菌株(Eichenberger 和 Thaden,2019 年;Terreni 等人,2021 年;Yadav 等人,2022 年)。病原体获得抗生素耐药性的方式有多种,包括病原体基因组的遗传变异、抗生素的不选择性使用、生物膜的形成等(Santos-Lopez 等人,2019 年;Singh 等人,2019 年)。由于此类感染难以治疗,了解抗菌素耐药性 (AMR) 的产生机制至关重要,这样才能制定预防此类感染的策略(Lomazzi 等人,2019 年;Hu 等人,2020 年;Moo 等人,2020 年)。本研究课题的目标是重点介绍抗生素耐药性领域的最新进展,同时强调未来研究的重要方向和新可能性。我们预计此处介绍的研究将引发社区关于新型抗菌药物和抗生素耐药性的讨论,从而导致最佳实践在临床、公共卫生和政策环境中的应用。总体而言,本研究课题发表了四篇研究文章和六篇评论文章。Wang 等人发表的一篇研究文章。报道了2017年至2022年中国西南地区结核病疑似人群中非结核分枝杆菌 (NTM) 的流行病学研究。在这项研究中,鉴定出了主要的 NTM 分离株 MAC 和 M. chelonae/M. abscessus,并观察到中国西南地区 NTM 的分离率在过去几年中呈上升趋势。感染病例为老年患者、免疫系统受损的 HIV 感染者。经评估,观察到阿米卡星、莫西沙星、克拉霉素和利奈唑胺等抗生素对缓慢生长的分枝杆菌表现出有效的抗菌活性,而利奈唑胺和阿米卡星对快速生长的分枝杆菌表现出相对更好的抗菌活性。石等人发表的另一篇研究文章。研究了深圳市住院儿童呼吸道分离的耐多药肺炎链球菌的流行情况及耐药特点,发现非疫苗血清型菌株占肺炎球菌分离株总数的46.6%,疫苗血清型的耐多药率(MDR)分别为19F(99.36%)、19A(100%)、23F(98.08%)、6B(100%)、6C(100%),非疫苗血清型的耐多药率分别为15B(100.00%)、6E
我们描述了一种分析复杂微生物种群遗传多样性的新型分子方法。该技术基于通过变性梯度凝胶电泳 (DGGE) 分离编码 16S rRNA 的聚合酶链式反应扩增基因片段,这些片段的长度相同。对不同微生物群落的 DGGE 分析表明,分离模式中存在多达 10 个可区分的条带,这些条带很可能来自构成这些种群的许多不同物种,从而生成了种群的 DGGE 图谱。我们表明,可以识别仅占总种群 1% 的成分。使用针对硫酸盐还原菌 16S rRNA 的 V3 区特异性的寡核苷酸探针,可以通过杂交分析识别某些微生物种群的特定 DNA 片段。对在有氧条件下生长的细菌生物膜的基因组 DNA 进行分析表明,尽管硫酸盐还原菌具有厌氧性,但它们仍存在于这种环境中。我们获得的结果表明,该技术将有助于我们了解未知微生物种群的遗传多样性。
摘要:在六周的时间内研究了重金属对土壤微生物过程的影响。分析级(Sigma)铜,锌和镍的硫酸盐盐分别添加并组合到土壤样品中,并在不同的塑料锅中孵育。样品是从锅中从盆中取出的,并测量了微生物碳和氮矿化,微生物生物量碳和呼吸的速率。结果表明金属对测量参数的影响很明显(p <0.05。)。在第6周的上进行后第6周,铜的碳累积率很高(6.03%)和铜:锌(5.80%)处理,但镍和锌的处理率很低(分别为4.93%和5.02%)。用铜和铜处理的样品中的氮矿化速率为0.41和0.44%,而实验开始时获得的氮矿化速率为0.22%-0.24%。土壤微生物生物量碳的平均值从183.7 - 185.6μg/g的平均值下降,在处理铜的样品中分别为100.8和124.6μg/g。在铜中的平均速率为2.51-2.56μg的土壤微生物的C/g呼吸速度下降到0.98、1.08和1.61μg的C/g:锌,铜和锌处理的土壤在实验结束时进行了处理。结果表明金属的添加剂或协同作用。