生物薄膜分子生物學特性介紹

時間：2020-01-05

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本篇內(nèi)容主要是帶大家了解M人（MoBio實驗室工作小組成員）較喜歡的生物薄膜（Biofilm）。

花費數(shù)月時間專注研究了所有類型的生物薄膜（biofilm）尤其是從**亞哥附近收集的生物薄膜（biofilm）樣品，還跟世界上這一領域良好的研究者們進行大量交流，我們終于明白了檢測這類樣品生物多樣性是件非常艱巨的任務。

生物薄膜在很多方面特性與土壤非常類似，如微生物群落混雜、細菌密度差異大、水分含量、化學組成和抑制因子。而富含有腐植酸抑制物、金屬離子、鹽和大量的多糖，這些方面也很像土壤，并且會影響核酸的提取。然而，生物薄膜和土壤的基本組成成分還是有很大的區(qū)別，所以提取DNA和RNA時，還需要另外加入一些處理手段。

下面介紹幾個處理生物薄膜前需要考慮的東西。

樣品收集:

采集生物薄膜樣品可以很簡單，刮下巖石上粘滑的一層、切下微生物墊（Microbial Mat）一小塊，或連同生物薄膜和生長的基質(zhì)一起采回來，通過渦旋、研磨均質(zhì)、超聲波或化學/酶處理，分離其中的生物薄膜物質(zhì)。收集生長在巖石、淋浴蓮蓬頭、管道、牙齒上的生物薄膜相對比較麻煩點，通常采用超聲波、研磨均質(zhì)或刮取法分離微生物群落?；瘜W和酶處理很少用，因為它們不能適用于所有類型的胞外混合物。

胞外聚合物EPS:

細菌分泌的胞外聚合物不但是結構上的需要，還是抵抗環(huán)境壓力的利器，同時它也抵抗抗生素或裂解緩沖液的使用。越老越成熟的生物薄膜EPS含量越高，硬度也越大。越粘稠的生物薄膜含有更多的沉積物、鹽和礦物沉淀。裂解條件很好的情況下，加樣量不用太多。一個地點較好多采幾個樣，微環(huán)境的差異有可能影響微生物種群的結構。較薄的生物薄膜里頭微生物相對較少，需要多加樣。另外，若生長基質(zhì)本身比較細膩，可以連同生物薄膜一起放進Bead Beating Tube中進行提取。

裂解:

保證充分的裂解是處理生物薄膜較難的一個部分。微生物墊使用強力的珠磨研磨機可以**很好的均質(zhì)效果，而富含EPS的樣品經(jīng)過長時間珠磨研磨后，裂解物會變得非常粘稠。隨著研磨時間增加，可轉移出來用于下一個步驟的裂解物就大幅減少。較終影響到核酸提**率。而在渦旋儀上渦旋振蕩則不會出現(xiàn)這種請款。使用PowerBiofilm? 裂解緩沖液處理富含EPS的樣品，10min的普通渦旋振蕩可以獲得高速珠磨研磨機差不多的提**率。

抑制因子Inhibitors:

就算裂解步驟再成功，也避免不了降解多糖、腐植酸及其它**/無機成分的污染。其中一個去處降解多糖等物質(zhì)的辦法是在裂解完成后使用IRT技術（抑制因子去除技術）。根據(jù)裂解物的顏色和粘稠度（腐植酸等抑制因子水平的指標），IRT的步驟可以做修改。對于比較清亮的裂解物或已知EPS較少的樣品（當然，也不那么粘稠），可以減少抑制因子去除溶液的使用量。相反，呈棕色富含大量腐植酸的樣品需要更多的抑制因子去除溶液。我們給出了兩種抑制因子去除溶液的使用量，因為大量使用來去除抑制因子的同時也會去除掉部分核酸。所以使用適當?shù)娜芤毫咳ヒ种埔蜃?，是獲得得率較大化的關鍵。

小結:

為了較大化無抑制因子核酸的得率，需要平衡EPS含量與細菌密度。你需要加入適當?shù)臉悠妨?，避免珠磨研磨時間過長，選擇合適的抑制因子去除溶液使用量。MOBIO有許多客戶在做生物薄膜研究，我們非常樂于討論這個話題，后面還會發(fā)表更多關于這方面的文章。

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