当前位置: 首页 » 资讯 » 新闻快报 » DNA条形码的微生物孢子可以追踪物体,农产品的来源

DNA条形码的微生物孢子可以追踪物体,农产品的来源

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-06-05 13:58  浏览次数:0
摘 要:根据美国疾病控制和预防中心的数据,每年估计有4,800万美国人因食源性疾病而生病,导致约128,000例住院和3,000例死亡。产品召回
 根据美国疾病控制和预防中心的数据,每年估计有4,800万美国人因食源性疾病而生病,导致约128,000例住院和3,000例死亡。产品召回造成数十亿美元的经济损失,加剧了这一公共卫生问题,突显了需要迅速而准确地确定食源性疾病的来源。
 
然而,随着消费者可获得的无数食品的全球供应链日益复杂,追​​踪受污染物品的确切来源的任务可能变得困难。
 
在可以帮助确定农产品和其他商品来源的新颖解决方案中,哈佛医学院的科学家们开发了一种DNA条形码微生物系统,该系统可用于以廉价,可扩展和可靠的方式标记物体。
 
该研究小组于6月4日在《科学》杂志上进行了报道,描述了如何将合成微生物孢子安全地引入到原点(例如田野或制造厂)上的物体和表面,并在数月后进行检测和鉴定。
 
孢子衍生自面包酵母和广泛应用中使用的常见细菌菌株,例如益生菌膳食补充剂,并且被设计成不能在野外生长以防止不利的生态影响。
 
研究通讯作者迈克尔·斯普林格(Michael Springer)说:“孢子在许多方面都是一种过时的解决方案,几十年来已作为土壤接种剂或生物农药安全地喷在农产品上。我们只添加了一个小的DNA序列就可以扩增和检测。” HMS Blavatnik研究所系统生物学教授。
 
施普林格补充说:“我们还努力使用常见的微生物菌株并建立多个控制级别,以确保该系统的安全性。” “我们希望可以将其用于解决具有巨大公共卫生和经济影响的问题。”
 
近年来,科学家们对微生物与其环境之间的相互作用有了很多了解。研究表明,家庭,手机,人体等上的微生物群落具有独特的成分,类似于指纹。尝试使用微生物指纹识别出处可能很耗时,而且规模不大。
 
原则上已证明使用定制合成的DNA序列作为条形码可有效地标记食品和其他物品。为了广泛使用,DNA条形码必须大量廉价地生产,在高度可变的环境中持久存在于物体上,并且能够可靠,快速地解码-到目前为止,由于DNA易碎,因此尚未克服的障碍。
 
在他们的研究中,Springer及其同事着手确定包装在微生物孢子中的DNA条码是否可以帮助解决这些挑战,这些条码可以喷洒到农作物上并在数月后鉴定。
 
许多微生物,包括细菌,酵母和藻类,都会在恶劣的环境条件下形成孢子。类似于种子,孢子可使微生物保持休眠状态超长时间,并在高温,干旱和紫外线辐射等极端条件下生存。
 
研究团队创建了定制的DNA序列,它们被整合到两种微生物的孢子基因组中:酿酒酵母(也称为面包酵母)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),一种常见且广泛存在的细菌,具有多种商业用途,包括用作饮食益生菌,某些食物中的土壤孕育剂和发酵剂。这些孢子可以在实验室中廉价地大量繁殖。
 
合成的DNA序列短,不编码任何蛋白质产物,因此具有生物学惰性。序列被串联插入基因组中,因此可以创建数十亿个独特的条形码。
 
研究小组还确保了DNA条形码的孢子不会在野外繁殖,生长和传播。他们这样做是通过使用需要特定营养补充的微生物菌株,并删除孢子萌发和生长所需的基因来实现的。涉及数亿至超过万亿的修饰孢子的实验证实,它们无法形成菌落。
 
为了读取DNA条形码,研究人员使用了一种廉价的基于CRISPR的工具,该工具可以快速,高灵敏度地检测到遗传靶标的存在。这项名为SHERLOCK的技术是由麻省理工学院和哈佛大学广泛研究所在研究所成员James Collins和Feng Zhang的带领下开发的。
 
这项研究的第一作者,HMS系统生物学研究生Jason Qian说:“孢子可以在野外生存很长时间,并且是我们将DNA条形码掺入其中的绝佳媒介。” “通过使用平板读取器和手机摄像头上的橙色塑料滤光片,识别条形码非常简单。我们不认为在现场打印方面会遇到任何挑战。
 
 
[ 资讯搜索 ]  [ 加入收藏 ]  [ 告诉好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 关闭窗口 ]

 
0条 [查看全部]  【DNA条形码的微生物孢子可以追踪物体,农产品的来源】相关评论

 
推荐图文
推荐资讯
点击排行