單細胞基因振蕩器檢測到哺乳動物腸道中的細菌變異性

　　近日，美國哈佛醫學院科研人員在Nature Communications上發表了題為“Bacterial variability in the mammalian gut captured by a single-cell synthetic oscillator”的文章，利用單細胞基因振蕩器檢測到哺乳動物腸道中的細菌變異性。

　　基因振蕩器是基于一種人工合成的震蕩性基因回路而開發的活細胞內的“合成時鐘”，可用于控制基因工程細胞的定時功能和基因的周期性表達。在過去的幾十年里，細菌細胞中的合成基因振蕩器逐漸發展完善，然而，由于這一系統在復雜的活體環境（如哺乳動物腸道）中缺乏穩定性和精確性，因此應用受到了限制。在本研究中，科研人員展示了一種在小鼠腸道中可以保持數天穩定性的合成振蕩器，并利用開發的圖像處理方法，通過檢測單細胞水平的細菌繁殖標記，量化了細菌對炎癥和腸道微生物群潛在變化的反應動力學。這一研究直接檢測到在宿主發生疾病時，細菌繁殖的異質性有所增加，以及細菌繁殖在腸道不同部位之間的差異，展示了精確工程基因振蕩器在復雜的活體環境中的應用。由于工程菌在臨床上作為診斷和治療手段具有廣闊的應用前景，因此基因振蕩器有望在控制與時間相關的功能或復雜的記錄和計數等方面擴展工程菌的應用。