提出“拉曼组”概念 对这个领域的探索,中国科学家一直都在积极尝试。从2012年起,徐健团队就意识到耐药性检测技术开发的巨大潜力。利用单细胞中心近六年来开发的单细胞成像技术,徐健及其博士生滕琳提出了“拉曼组”的概念。
滕琳向记者解释了什么是“拉曼组”:它是特定条件和时间点下,一个细菌细胞群体之单细胞拉曼光谱的集合。每个单细胞拉曼光谱由分别对应于一类化学键的上千个拉曼峰组成,反映的是特定细胞内化学物质的成分及含量的多维信息,而且其测量无需破坏细胞、不需要标记,通常仅需毫秒乃至数秒钟。
因此,对于任一细菌群体,一个“拉曼组”相当于单细胞精度、可快速、低成本测定与监控的“代谢状态”或“代谢物组”,其变化可直接反映和表征其针对特定药物或环境变化的敏感性和耐受性。而不同的抑菌机制会引起细胞内代谢物组的不同变化,所以“拉曼组”的变化还具有区分乃至识别各种药物应激机制的潜力。
随后,来自中科院青岛生物能源与过程研究所单细胞分析部、生物信息团队、微生物组部等部门的10多人参与的攻关小组成立,目标直指“拉曼组突破微生物耐药性快检”。
万事开头难,在项目进展过程中,滕琳和她的队友们遇到了不少困难,其中之一是“拉曼组”的数据分析。滕琳说:“该系列实验对来自各种药物种类、剂量、给药时间的300多个细胞群体进行了单细胞拉曼成像,采集了超过6000个细胞的拉曼光谱,共包括近900万个拉曼峰。”
重重压力下,这个乐观坚毅的女孩没有低头认输。经过四年多的努力,滕琳和攻关小组的其他队员们发展了一系列数据分析和可视化的新方法,深入挖掘和验证了“拉曼组”与微生物药物应激反应之间的相互关联,从而证明“拉曼组”能快速测量微生物耐药性并分辨其药物应激机制。
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