微微红外光谱评估微生物脂质生产中的单细胞表型多样性

科学领域:

• 微生物生物技术 微生物生物技术
• 频谱学是一种光谱学.
• 生物化学 生物化学

背景情况:

• 微生物脂质生产是生物燃料和有价值油的可持续来源.
• 微生物培养中的表型多样性受到生物反应器条件和生物体生命阶段的影响,影响生产效率.
• 监测和管理细胞多样性对于优化微生物过程至关重要.

研究的目的:

• 用光学光热红外光谱 (O-PTIR) 评估油性酵母Rhodotorula graminis的代谢异质性.
• 在单细胞水平上评估自由脂肪酸 (FFA) 和三糖醇 (TAG) 的产生.
• 为了将细胞的化学成分与细胞大小和脂质含量相关联.

主要方法:

• 从单个酵母细胞中获得单点O-PTIR光谱.
• 用显微镜确定细胞大小.
• 为了参考,获得了酵母生物质和纯化合物的大量红外光谱.

主要成果:

• 大多数酵母细胞表现出相似的化学成分,但观察到显著的异质性.
• 在几个细胞中观察到细胞内化学变异.
• 细胞大小与化学成分相关;较小的细胞具有更高的蛋白质含量,而较大的细胞显示出更高的TAG-FFA比率.

结论:

• 通过O-PTIR光谱,可以对单个酵母细胞进行无标签的化学表征,从而区分TAG和FFA.
• 在特定波数的测量允许估计主要的化学成分 (TAG,FFAs,蛋白质).
• O-PTIR成像为了解和管理微生物群体的表型多样性提供了一个强大的工具,以优化生产.