在微生物发酵钻研领域
，若何急剧、高效地获取微生物在分歧前提下的基因表白信息
，一向是科研人员关注的沉点。今天要给各人介绍一项登载于Microorganisms的钻研
，它通过自动化液体工作站
，将RNA-Seq样本造备与微型平行生物反映器相结合
，实现了高通量的差距基因表白钻研
，为生物过程开发带来了新的思路和步骤。

钻研布景

生物过程开发中
，确定出产菌株的最佳造就前提极度关键。平行生物反映器系统结合自动化和微型化步骤
，能加快这一过程。而RNA-Seq技术可闯辗视层面相识微生物出产菌株
，但此前自动化、高通量的批量RNA-Seq设置尚未见报路。本钻研旨在添补这一空缺
，利用酿酒酵母
，在微型平行搅拌罐生物反映器中
，结合自动化RNA-Seq样本造备流程
，钻研分歧碳源对其基因表白的影响。

尝试步骤

1. 尝试菌株和造就基：使用野生型酿酒酵母菌株（DSM No. 1333）
，菌种造就基于YPD造就基
，平行搅拌罐生物反映器造就使用特定成分的造就基
，增长抗生素预防传染。

2. 平行搅拌罐生物反映器：选取24搅拌罐生物反映器单元
，工作体积11mL
，集成到液体处置系统中
，该系统建设多种职能？
，可实现自动化操作。温度、pH、溶化氧等参数精准节造
，还能定期采样进行光密度（OD600）丈量。

3. 自动化RNA-Seq样本造备流程：基于液体处置站（LHS）开发并优化了24个反映器的自动化RNA-Seq样本造备流程。当葡萄糖造就的搅拌罐反映器均匀OD600超过2.5时
，触发样本造备流程。流程蕴含酶解细胞裂解、总RNA提取、核酸浓度归一化和cDNA文库造备
，且与发酵过程并前进行。其中
，RNA提取使用特定试剂盒
，cDNA文库造备自动化实现
，不外样本网络、移液器吸头补充以及最终的文库定量和上样等步骤需手动操作。

4. RNA-Seq数据分析：测序数据经一系列软件处置
，蕴含碱基鉴别、读长筛选、与参考转录组比对等。通过tximport汇总蛋白编码转录本
，使用edgeR进行差距基因表白分析
，以特定阈值筛选差距表白基因
，最后用clusterProfiler进行基因集富集分析。

尝试优势：自动化液体工作站的关键作用

1. 高通量与高效性：自动化液体工作站能同时操作24个平行生物反映器
   ，11.5幼时内实现24个样本的RNA提取和cDNA文库造备
   ，大大提高了尝试通量
   ，相比传统步骤节俭大量功夫。让科研人员可能在更短的功夫内获取大量贵重数据。

2. 精准操作与不变运行：液体工作站建设多种职能？
   ，可精准节造尝试前提
   ，Hamilton配置的生物反映器能够精准设置节造如温度、搅拌速度、pH等尝试前提。在样本造备过程中
   ，对分歧体积试剂的移液操作也能保障较高的正确性和精度
   ，削减尝试误差。

3. 实现流程整合：它将发酵过程与RNA-Seq样本造备流程整合在统一平台
   ，预防了样本转移带来的误差和传染风险
   ，还能实时处置RNA样本
   ，削减细胞过程变动对尝试了局的影响。一个职能完整的尝试系统。工作站上建设的多种职能？
   ，从试剂增长、样本混合到反映前提节造
   ，都能一站式实现。这种高度集成化的设计
   ，不仅节俭了尝试空间
   ，还大大提高了尝试操作的便捷性和连贯性
   ，让科研人员可能更专一于尝试主题环节。这也归功于BioReactor生物反映器的幼巧以及工作站可整合性。

尝试了局

1. 分歧碳源下的成长情况：酿酒酵母在分歧碳源下成长模式各别。葡萄糖、果糖和蔗糖为碳源时
   ，前期呈指数增长
   ，耗尽后利用乙醇持续成长；半乳糖和甘露糖为碳源时
   ，延长期长且成长缓慢；丙酮酸为碳源时
   ，成长受限。

2. RNA和cDNA浓度：RNA提取后
   ，分歧样本RNA产量有差距
   ，丙酮酸造就的样本RNA产量显著较低
   ，葡萄糖造就的样本RNA产量较高。cDNA产量在分歧生物沉复间差距较大
   ，重要受低体积试剂移液正确性影响。

3. 测序了局与差距基因表白分析：测序得到大量高质量读长
   ，经筛选和比对
   ，确定了分歧前提下的差距表白基因。如葡萄糖与丙酮酸比力
   ，有大量差距表白基因
   ，涉及多种代谢蹊径；葡萄糖与果糖比力
   ，差距表白基因较少
   ，这与预期细胞反映相符。

钻研瞻望

本钻研成立的高通量尝试步骤为生物反映器造就的分子水平评估提供了有效伎俩
，但仍有改进空间。后续可进一步优化液体类开发
，选取例如Hamilton Magpip移液通路
，提高通量削减试剂耗材成本；还可拓展该步骤
，使其合用于更多微生物
，推动生物过程开发的发展。

这项钻研借助自动化液体工作站
，为微生物发酵钻研带来了新突破。相信在未来
，随着技术的不休优化和*
，它将在生物工程领域阐扬更大的作用
，助力科研人员索求更多性命奥秘。

关于Hamilton生物反映器

Bioreactor是基于Hamilton STAR液体处置平台与2mag合作设计开发的生物反映器。在一个极度紧凑的空间里
，多达48个生物反映器可并走运行
，并凭据必要进行自动进料、pH调节、诱导和采样。与STAR液体处置工作站无缝集成
，高氧气传输率和功率输入可与尝试室规模的生物反映器相媲美。

参考文件

[1] Blums, K., Herzog, J., Costa, J., Quirico, L., Turber, J., & Weuster-Botz, D. (2025). Automation of RNA-Seq Sample Preparation and Miniaturized Parallel Bioreactors Enable High-Throughput Differential Gene Expression Studies. Microorganisms,13(4),849.