Выращивание неизвестных микробов по одному

Исследователи из Калифорнийского технологического института разработали метод для целенаправленного выращивания конкретных, ранее не культивируемых бактерий из микробиома человека. Это ключевой шаг к пониманию роли отдельных видов в здоровье человека.

Проблема: Хотя триллионы бактерий живут в организме человека, большинство видов из микробиома кишечника никогда не удавалось вырастить в лаборатории. При стандартном культивировании быстрорастущие виды вытесняют медленнорастущие, что не позволяет изучать последние.

Решение: Ученые использовали микрофлюидное устройство SlipChip — две стеклянные пластины с микроскопическими каналами. При смещении одной пластины каналы превращаются в изолированные микролунки, каждая из которых может содержать одну бактериальную клетку. Это позволяет клетке делиться без конкуренции.

Методология:

1. Исследователи нацелились на бактерии из списка «Наиболее разыскиваемых» таксонов проекта NIH Human Microbiome Project.
2. Образец из кишечника помещали в SlipChip, изолируя отдельные клетки.
3. Для идентификации целевого микроорганизма лунку разделяли пополам: одну половину использовали для анализа ДНК, а другую — для сохранения живой культуры.
4. Для роста использовали питательную среду на основе жидкости, в которой был собран образец, чтобы воссоздать естественную среду.

Результат: Метод был успешно проверен: изолирован и выращен конкретный целевой микроорганизм из «списка разыскиваемых», что позволило получить высококачественный черновой геном.

Значение: Техника позволяет целенаправленно выращивать и изучать ранее недоступные бактерии, что открывает возможности для исследований в области здоровья человека, пробиотиков и биотехнологий.

Работа опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences за неделю 23 июня. Финансирование предоставил National Human Genome Research Institute (NIH).