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食品与发酵工业2025年第24期:基于油水界面扩散的单细胞动态调控系统构建及应用

来源:期刊VIP网 时间:


作者:华希锐;于文文;徐显皓;武耀康;刘延峰;李江华;堵国成;吕雪芹;

单位:江南大学糖化学与生物技术教育部重点实验室;江南大学未来食品科学中心;

摘要:在液滴微流体高通量筛选中,毒性产物的合成会抑制细胞生长,导致筛选准确度下降。该研究建立了一种基于跨油相扩散诱导的动态调控系统,实现了液滴微流体中细胞生长与产物合成的解偶联。首先将单个细胞封装于液滴中进行培养,实现细胞生长;然后将诱导剂IPTG封装于液滴中得到诱导液滴;再利用IPTG的油水双相亲和性实现IPTG跨越油相扩散至细胞液滴中完成诱导。以大肠杆菌(Escherichia coli)异源表达毒性蛋白Phi29 DNA聚合酶(Phi29 DNA polymerase,Phi29 Pol)为例,构建Phi29 pol-超折叠绿色荧光蛋白(super-fold green fluorescent protein, sfGFP)融合蛋白,利用sfGFP的荧光信号强度做表征;通过单因素优化确定了当诱导液滴与细胞液滴的比例为1∶100、IPTG终浓度为1.2 mmol/L时,液滴中Phi29 pol-sfGFP融合蛋白的表达水平最高,达到了单细胞的2.73倍。总的来说,该系统利用油水界面扩散实现液滴中单细胞的动态调控,有效缓解了毒性产物合成对细胞生长的抑制,为液滴微流体高通量筛选提供了方法支撑。

关键词:液滴微流体;;扩散诱导;;动态调控;;大肠杆菌;;Phi29 DNA聚合酶

基金资助:江苏省自然科学基金项目(BK20240202)