Китайские ученые создали платформу для сверхбыстрой сортировки живых клеток, которая в разы ускоряет поиск ценных штаммов микроорганизмов. Раньше на это уходили месяцы, теперь — часы.

Технология, названная FlowRACS 3.0, анализирует метаболизм клеток без красителей и не повреждая их. Она сочетает рамановскую спектроскопию  (которая «читает» химический состав клетки) с микрофлюидной сортировкой. За минуту система проверяет сотни клеток, а затем отбирает те, что производят нужные вещества.

Разработкой руководили профессора Ма Бо, Сюй Цзянь и Фэн Иньган из Циндаоского института биоэнергетики и биопроцессов. Их статью опубликовал журнал PNAS.

Как это работает

• Лазер сканирует клетки и определяет их метаболический «отпечаток».
• Электрическое поле мягко отталкивает ненужные клетки, оставляя только ценные.
• Система работает 10 часов без остановки, обрабатывая до 600 клеток в минуту.

Ученые проверили технологию на микроводорослях Aurantiochytrium, которые производят DHA  (омега-3 кислоту). За два дня они проанализировали 250 000 клеток и нашли мутанта, который:

• дает на 58% больше DHA,
• содержит на 34% больше жиров,
• а само вещество на 21% чище.

Раньше на такой поиск уходили годы.

Фэн Иньган:

Раньше мы зависели от маркеров или долгих культивирований. Теперь просто смотрим на химический профиль клетки — как на отпечаток пальца.

Ма Бо:

Это не просто сортировка. Мы видим, как клетки перестраивают метаболизм, и можем проектировать их под задачи.

Сюй Цзянь:

Технология пригодится не только в биотехе, но и в экологии — например, для поиска полезных микробов в океане.

Польза исследования

• Ускорение разработки — вместо лет поиска штаммов дни.
• Без маркеров — не нужно встраивать флуоресцентные гены, клетки остаются неизменными.
• Промышленный потенциал — можно быстро находить штаммы для биотоплива, лекарств, пищевых добавок.
• Фундаментальная наука — технология позволяет изучать метаболизм на уровне одной клетки.

Пока неясно, насколько метод масштабируется под очень редкие мутации  (1 на миллион клеток). Также стоимость оборудования может быть барьером для мелких лабораторий.

Ранее ученые успешно ускорили идентификацию молекул лазером.