利用新的高通量方法揭示微生物基因组的奥秘

劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)开发的一项新技术将使研究人员更容易发现微生物中功能未知的基因编码的特征或活动，这是了解单个物种的作用和影响的关键一步。

这种方法被称为条形码过表达细菌散弹枪文库测序(Boba-seq)， 8 月 5 日发表在《自然通讯》上的一篇论文对此进行了描述。

“微生物世界中存在如此多的遗传暗物质——我们可以用当今的方法快速测序但不知道其功能的 DNA。问题是，我们如何研究所有这些物质以了解我们周围的微生物群?根本的答案是——像这样，”伯克利实验室生物科学领域的资深科学家、资深作者亚当·阿尔金 (Adam Arkin) 说。

Boba-seq 涉及从感兴趣的细菌中提取随机 DNA 片段并在宿主细菌细胞中表达它们。

“我们的想法是，我们可以看到新基因的存在如何导致该细菌生长表型的差异，”第一作者 Yolanda Huang 说道，她是布法罗大学微生物学和免疫学助理教授，在研究期间是 Arkin 实验室的博士后研究员。“这是一种功能基因组学方法，我们可以用它快速将基因或 DNA 序列与潜在功能联系起来。”

名称中的“条形码”一词指的是一小段 DNA，科学家将其用作更大 DNA 片段的识别标签，就像杂货店的条形码用一小段代码识别特定商品一样。被研究生物体的整个基因组被随机分成包含单个基因或多个基因簇的片段，然后插入已用独特条形码标记的质粒(环状 DNA 包)。

Boba-seq“文库”是指包含来自生物体片段的所有条形码质粒。该文库可以引入不同的细菌宿主，以产生大量遗传变异，然后筛选出新的行为或特性。

Arkin 和他的生物科学领域的同事是研究基因功能的高通量技术的顶尖专家，并参与发明了许多其他通过插入或沉默基因来研究其功能的技术，包括 RB-TnSeq、CRISPRi 和Dub-Seq。