С момента введения первого антибиотика пенициллина наркотиков, бактериальная резистентность к антибиотикам превратилась в глобальную проблему здравоохранения 1. Хотя приобретение устойчивости к антибиотикам могут быть ретроспективно изучены в естественных условиях, условия этих экспериментов часто не контролируются на протяжении всей эволюции 2. В качестве альтернативы, эволюция адаптивной лаборатория может выявить молекулярную эволюцию видов микроорганизмов под экологическим стрессам или давлением отбора из препарата антибиотика 3. В последнее время многие хорошо контролируемых эволюционные эксперименты к антибиотикам лекарственной устойчивости прояснили появление антибактериальной резистентности к лекарственным средствам. Например, группа Остин продемонстрировал быстрое появление в правильной инженерии микрожидком секционный среды 4. Недавно разработанный morbidostat вызывает систематические мутации под давлением 5,6 выбора лекарственного средства. Morbidostat, микробный Селецции устройство , которое непрерывно регулирует концентрацию антибиотика поддерживать почти постоянное население, является важным шагом вперед от теста флуктуации , используемого в микробиологии 7,8. В тесте флуктуационном, препаратом антибиотиком вводят при высокой концентрации, и выжившие мутанты подвергают скринингу и подсчитывали. Вместо этого, микробы в morbidostat постоянно ставится под сомнение и приобретают множественные мутации.
Morbidostat работает аналогично хемостате, устройство культуры , изобретенной Новика и Szliard в 1950 году , который поддерживает постоянное население путем непрерывной подачи питательных веществ , в то время как разбавление микробной популяции 9. С момента своего появления, хемостатическую было переработано и улучшено. В настоящее время микрофлюидальные Хемостаты достигли nanoliter и одноклеточные потенциала. Однако эти устройства не подходят для адаптивных экспериментов эволюции, которые требуют большой популяции клеток с большим количеством мутаций событий 10,11. В последнее время, мини-Хемостаты с рабочими объемами ~ 10 мл также были разработаны , чтобы заполнить разрыв между литровых биореакторы и микрожидком хемостатной 12,13.
Здесь мы представляем дизайн и использование недорогой, автоматизированный morbidostat для исследовании антибактериальной резистентности к лекарственным средствам. Предлагаемый модуль может быть использован в шейкере инкубаторе в микробиологической лаборатории с минимальным требованием аппаратных средств. Встроенное программное обеспечение с открытым исходным кодом также легко адаптированы к конкретным областям применения адаптивной эволюции, такие как метаболической инженерии 3. И, наконец, morbidostat интегрирован в мультиплексированный микрожидком платформу для тестирования чувствительности к антибиотикам 14.