發現微生物的“暗物質”

微訪談：Biomillenia公司CEO Dirk Loffert博士

據麥姆斯諮詢報導，分離活的菌種往往是一個充滿挑戰的過程。因此，大部分微生物被認為是“不可培養的”。然而，人們越來越認識到，許多微生物可以通過使用新的生長工具和方法進行培養。

我們與Biomillenia公司首席執行官（CEO）Dirk Löffert博士進行了對話，瞭解它們的微生物晶片技術如何克服活菌分離的挑戰，並“解鎖”傳說中不可培養的微生物，從而使其適用于一系列應用。

Biomillenia公司首席執行官（CEO）Dirk Loffert博士

Anna MacDonald（以下簡稱AM）：培養和分離活的菌種有哪些挑戰？

Dirk Loffert（以下簡稱DL）：許多菌種由於無法在實驗室條件下複製，因此很難進行活體分離。

通常，分離活的菌株需要對生長培養基和生長參數進行漫長而繁瑣的優化，即使這樣也只能從環境或人體樣本中分離出少量的菌株。這被稱為微生物世界的“暗物質”。

AM：您能否和我們分享Biomellenia公司的微生物晶片技術，它又是如何改善上述過程的？

DL：Biomillenia公司的晶片實驗室使用了1億個小液滴（每個20 pl），為細菌和其它類細胞或微生物提供獨特的生長環境。這使得我們可以從單細胞開始培養細菌，而不是像在標準微生物學方法中那樣，大量培養或在瓊脂平板上培養細胞。因此，我們可以確定一個適當的生長環境，細菌在這個環境下不需要和其它微生物競爭營養和必要的協同因數。此外，細菌可能會分泌抑制其它細胞的物質。

當我們將每種細菌封閉在一個受限制的生長空間內時，我們也去除了這種影響細菌生長的抑制效應。 Biomillenia技術平臺的另一大重要優勢是能夠以同樣大的輸送量（1億個液滴），在液滴環境中進行一系列不同的試驗。因此，我們不會局限於繁瑣的生長優化，而是希望少數的分離菌株能夠適應所選擇的試驗條件，以分離候選產品。相比之下，我們進行了數百萬個平行培養試驗，並且可以用指定的試驗方法直接檢測，從龐大的人體微生物群落（或其它環境）中，一步選擇出有益的候選產品。

AM：這項技術未來將對診斷和環境監測等應用造成何種影響？

DL：依靠破壞細胞的分子生物學，目前也存在其它診斷和環境監測技術，

並且在許多情況下都適用。然而，我們技術平臺的最大優勢，是能夠選擇我們所想要的特定特徵來分離獲得活體菌種。這將為人類健康和營養、製藥應用和其它領域的產品開發提供全新機遇，借助於此，可以更好地獲得相關候選產品，更輕鬆分析對其有益的作用方式。

AM：你能詳細給我們描述最近與荷蘭凱傑（QIAGEN）之間的合作嘛？此次合作又將打開怎樣雙贏的局面呢？

DL：儘管下一代測序是一項非常成熟的技術，它已經徹底改變了我們如何在更詳細的分子水準層面去分析微生物群，但資料分析依然存在重大障礙。尤其是當需要分析具有很高基因組同源性的菌株時，目前的組裝演算法還需要進一步完善並優化。

為不同的樣本類型開發參考資料庫，是另一大主要需求。基於凱傑行業領先的平臺技術，將顯著促進產品開發中生物資訊學工作流的標準化和易用性，説明我們的資料分析變成一個非常高效的過程。我們將在該領域不斷進行深入合作。

AM：針對公司未來，你有什麼發展計畫？

DL：我們正在積極參與各種合作專案，為農業中的產品開發分離新型菌株，在其它市場領域也在進行相類似的探討。 Biomillenia公司專注于人類健康和營養產品的開發，説明預防由生態失調所引起的生活方式類疾病和人體微生物群失衡。我們的平臺使我們能夠進行微生物分離，並分析微生物數量不足或缺失所帶來的有益影響，以改善人體健康狀況。