2月20日,2023年第1期“格微致知”前沿讲座顺利开讲。中国科学院青岛能源与过程研究所的徐健研究员受邀参加,作了题为“拉曼组与单细胞拉曼分选:原位代谢功能驱动的微生物组单细胞多组学与功能菌挖掘”的学术报告。会议由微生物技术研究院常务副院长李盛英教授主持,研究院约130名师生参加会议。
讲座伊始,徐健研究员提出了原创仪器及原创应用对科学研究的重要性,而我国在精密科学仪器的研发方面与国外相比还有较大差距。徐健研究员希望通过仪器开发实现细胞代谢功能(代谢表型组)快检。其团队希望利用单细胞科学与技术结合光谱学和细胞动力学突破细胞原位功能快速探测的瓶颈。
随后,徐健研究员就微生物组解析与挖掘存在的痛点和症结,提出了“代谢功能”靶向的活体单细胞多组学技术体系。提取活体细胞进行拉曼成像,将执行不同代谢功能的细胞识别分选出来。单细胞拉曼光谱具有免荧光标记、活体、可以测量丰富的代谢表型组等优点。拉曼光谱上的每个峰代表一种化学键的振动或转动模式,可以推断细菌细胞的生化组分。
利用拉曼组/元拉曼组可以进行物种区分、获得细菌的物质合成、代谢物互作网络等信息。徐健研究员介绍了拉曼组/元拉曼组的优点和几种单细胞拉曼分选技术,通过对解磷菌的先筛后养证明拉曼分选技术不伤害细胞活性。之后徐健研究员介绍了其团队设计的“拉曼”流式(FlowRACS)仪器原理及应用。报告最后,徐健研究员作了建立微生物组单细胞“功能-身份证”、微生物组数据生态系统和“单细胞”原位功能识别、挖掘、验证与利用平台的展望。
讲座尾声,师生就学术报告中产生的思考和对于单细胞拉曼分选技术的疑惑积极提问,徐健研究员耐心为大家答疑解惑,并欢迎大家积极尝试单细胞拉曼分选技术,本次讲座取得圆满成功。
徐健,中国科学院青岛生物能源与过程所研究员、所务委员、生物能源室主任、单细胞中心主任、基因组工程团队负责人,山东省能源生物遗传资源重点实验室主任。兼任山东省政协委员(2018-)、美国微生物学会会刊mSystems创始编委。1997年北京大学生物技术学士;2003年华盛顿大学(WUSTL)计算机科学硕士和生物化学博士:2004-08年于华盛顿大学遗传学系和基因组研究院任基因型组装和分析团队负责人。2008年全职加入中科院青岛生物能源与过程所,论文发表于Science、Cell Host Microbe,Nature Commu、Science Adv等170余篇,被引约15000次,入选爱思唯尔“中国高被引学者”(H-index 57)。主持国家重大科学仪器研制,科技部重点研发计划等项目。获首届中组部“国家高层次人才特殊支持计划”(青年拔尖人才,2012),国家杰出青年基金(2014)、中国青年科技奖(2015)、科技部创新人才推进计划(2015)、中源协和生命医学创新突破奖(2016)、泰山学者等荣誉。单细胞中心提出了拉曼组(ramanome)、元拉曼组(metaramanome)等单细胞代谢表型组学概念,研制和产业化了单细胞分析科学仪器系列(全自动单细胞拉曼成像仪、单细胞拉曼药敏快检仪CAST-R.高通量单细胞流式拉曼分选仪FlowRACS,单细胞拉曼分选-测序系统RACS- Seq,模块化单细胞微液滴分选系统EasySort等:www.singlecellbiotech.com),开发了单细胞代谢表型组-基因组(MP-G)n、微生物组大数据引擎(Microbiome Search Engine www.MSE.ac.cn)等单细胞/元基因组大数据系统,并服务于微生物组研究,细胞工厂筛选,酶资源挖掘、抗感染精准用药、肿瘤药物筛选等。同时,徐健团队以微拟球藻为模式,建立了光合固碳真核底盘细胞技术体系,推动了工业微藻的合成生物学与分子育种。