单细胞基因振荡器检测到哺乳动物肠道中的细菌变异性

　　近日，美国哈佛医学院科研人员在Nature Communications上发表了题为“Bacterial variability in the mammalian gut captured by a single-cell synthetic oscillator”的文章，利用单细胞基因振荡器检测到哺乳动物肠道中的细菌变异性。

　　基因振荡器是基于一种人工合成的震荡性基因回路而开发的活细胞内的“合成时钟”，可用于控制基因工程细胞的定时功能和基因的周期性表达。在过去的几十年里，细菌细胞中的合成基因振荡器逐渐发展完善，然而，由于这一系统在复杂的活体环境（如哺乳动物肠道）中缺乏稳定性和精确性，因此应用受到了限制。在本研究中，科研人员展示了一种在小鼠肠道中可以保持数天稳定性的合成振荡器，并利用开发的图像处理方法，通过检测单细胞水平的细菌繁殖标记，量化了细菌对炎症和肠道微生物群潜在变化的反应动力学。这一研究直接检测到在宿主发生疾病时，细菌繁殖的异质性有所增加，以及细菌繁殖在肠道不同部位之间的差异，展示了精确工程基因振荡器在复杂的活体环境中的应用。由于工程菌在临床上作为诊断和治疗手段具有广阔的应用前景，因此基因振荡器有望在控制与时间相关的功能或复杂的记录和计数等方面扩展工程菌的应用。