10 января 2025 г.
В методе iChip используется недорогое и простое устройство для изоляции in-situ , которое увеличивает скорость обнаружения новых микроорганизмов из почвы. Новые микроорганизмы могут быть использованы для дальнейших исследований, связанных с микробиомом почвы или открытием природных продуктов, а также для других применений.
Мы пытаемся открыть новые виды химии для борьбы с сельскохозяйственными патогенами. Используя технологию iChip, мы выделили новые организмы, которые, как мы надеемся, приведут к созданию новой химии. Тестирование этих организмов и/или их природных продуктов против сельскохозяйственных патогенов потенциально может привести к обнаружению новых организмов и/или соединений-кандидатов на биопестициды.
Метод iChip позволяет нам изолировать микроорганизмы, которые не поддаются культивированию в обычных условиях, обеспечивая период одомашнивания и контакта с их естественной средой. Наша модифицированная конструкция iChip проста, недорога и снижает риск микробного загрязнения, что делает его легко доступным для различных исследовательских целей. Результаты iChip открывают вопросы о том, какие механизмы управляют подавлением патогенов новыми микробами?
Могут ли эти биологически активные соединения надежно работать в реальных испытаниях? Как факторы окружающей среды влияют на их эффективность? Решение этих вопросов будет способствовать устойчивой разработке биопестицидов, преобразованию борьбы с болезнями растений и снижению зависимости от синтетических фунгицидов.
Лаборатория будет применять технологию iChip для выделения новых бактерий из почв, подавляющих болезни, полученных в результате выращивания покровных культур, выявляя новые микробы и биологически активные соединения. Они будут протестированы в исследованиях контролируемых болезней растений для разработки инновационных, устойчивых альтернатив синтетическим фунгицидам для борьбы с сельскохозяйственными болезнями. Чтобы создать модифицированный iChip с помощью 5-миллиметрового агарового пробивного инструмента, удалите дно лунок с 96-луночной пластины.
Разрежьте поликарбонатные мембраны толщиной 0,05 микрометра на прямоугольники, убедившись, что размеры соответствуют площади дна 96-луночного планшета. Нанесите силиконовый герметик, чтобы приклеить поликарбонатную мембрану к дну 96-луночной пластины. Убедитесь, что клей герметизирует лунки, но не полностью закрывает отверстия лунок.
Дайте пластинам высохнуть в течение 24 часов. Добавьте 4,5 миллилитра стерильной воды в каждую из 15-миллилитровых центрифужных пробирок с маркировкой от A до D, и в каждую из 50-миллилитровых пробирок с маркировкой от E до H. Добавьте 1 грамм почвы в 50-миллилитровую центрифужную пробирку. Затем добавьте в тюбик 10 миллилитров воды и вортите смесь в течение 10 минут.
Дайте почвенной взвеси осесть в течение 10 минут. Далее пипеткой пипетку 0,5 миллилитра грунта надосадочной жидкости в пробирку А и тщательно перемешайте. Теперь перенесите 0,5 миллилитра клеточной суспензии из пробирки А в пробирку Б и тщательно перемешайте.
Повторите то же самое для всех остальных пробирок центрифуги, завершив серию десятикратных разведений по восьми пробиркам. Для начала полностью погрузите чипы iChips в 95% этанол. Через 15 минут извлеките пластины из этанола и поместите их на стерильное бумажное полотенце в вытяжку с ламинарным потоком.
Дайте этанолу испариться во время включения ультрафиолетового стерилизатора в вытяжке с ламинарным потоком на 15 минут. Пипеткой 360 мкл стерильного сукцината с минимальным содержанием солей или СМС сред в первую колонку планшета послужит контрольной. Добавьте 45 миллилитров SMS в клеточную суспензию в пробирке E.Тщательно перемешайте, чтобы соединить клеточную суспензию с агаром.
Пипеткой внесите 360 микролитров смеси агаровых клеток во все оставшиеся лунки 96-луночного планшета. После того, как носитель будет схватываться, запечатайте верхнюю часть планшета крышкой для планшета PCR. Заполните пластины с помощью пробирок F, G и H, чтобы получить в общей сложности четыре пластины с десятикратной разницей в концентрациях.
Поместите пластины в контейнер, содержащий примерно 1 дюйм почвы, стороной мембраны вниз. Инкубируйте пластины внутри закрытой емкости в темноте при температуре 25 градусов Цельсия. Через шесть недель осмотрите чипы iChips на предмет роста микроорганизмов.
Трижды промойте модифицированный чип стерильной водой, чтобы удалить все частицы почвы. Протрите верхнюю и боковые стороны пластины 95% этанолом, избегая стороны с полупроницаемой мембраной. С помощью стерильного лезвия разрежьте крышку пластины вокруг лунки, содержащей колонию, и удалите квадрат стерильным пинцетом.
С помощью стерильного инструмента для полос проткните колонию и нанесите полосу на пластину агара SMS методом четырех квадрантов. Инкубируйте планшеты при температуре 25 градусов Цельсия в течение одной недели или до тех пор, пока не будет наблюдаться рост колонии. После инкубации осмотрите колонии, чтобы подтвердить выделение культур.
Метод iChip способствует обнаружению новых микроорганизмов из почвы, расширяя возможности исследований почвенных микробиомов и поиска природных соединений. Данный метод позволяет изолировать некультивируемые микроорганизмы, что потенциально может привести к созданию новых кандидатов в биопестициды.
Технология iChip позволяет изолировать ранее некультивируемые почвенные микроорганизмы, расширяя доступное разнообразие для поиска природных соединений и разработки биопестицидов. Данный подход устраняет критическое «узкое место» на ранних этапах поиска, открывая доступ к новым источникам биоактивных молекул, имеющих значение для борьбы с антимикробной резистентностью и сельскохозяйственными патогенами. Интеграция изолятов, полученных с помощью iChip, в циклы НИОКР повышает прогностическую уверенность при идентификации новых химических структур и способствует продвижению портфеля разработок с учетом рисков.
Метод iChip занимает промежуточное положение между этапами первичного поиска и идентификации ведущих соединений, обеспечивая переход от отбора проб из окружающей среды к выбору доклинических кандидатов.