Open-Access-Publikation des Monats – Dr. Stephan Noack (IBG-1) et al.
15. Juni 2022
Um den Blick über den Tellerrand anzuregen, wählt die Zentralbibliothek einmal im Monat für den FZJ-Newsletter eine Open-Access-Veröffentlichung aus der Publikationsdatenbank JuSER aus.
In der Open-Access-Publikation des Monats stellen Jochen Nießer, Moritz Fabian Müller, Jannick Kappelmann, Wolfgang Wiechert und Stephan Noack (alle IBG-1) einen miniaturisierten, parallelisierten und automatisierten Ansatz zur Durchführung von 13C- Markierungsexperimenten im Mikrotiterplatten-Format vor.
Für diesen Ansatz maßgeblich war die Entwicklung einer neuen Methode zum schnellen Abstoppen des Zellstoffwechsels (sogenanntes Quenching) in biomassehaltigen Proben im Submilliliterbereich. Letztere können aus bis zu 48-fach parallelen Kultivierungen in Mikrotiterplatten gewonnen und automatisiert auf einer Laborroboterplattform prozessiert werden. Im Ergebnis können zukünftig hochinformative Experimente mit ausgewählten Produzentenstämmen zur genaueren Charakterisierung des Stoffflusses vom jeweiligen Substrat zum Zielprodukt erfolgen.
In der biotechnologischen Forschung spielt die Gewinnung mikrobieller Produktionsstämme, welche zur Herstellung von Chemikalien, Pharmazeutika, Futter- oder Lebensmittelzusätzen genutzt werden sollen, eine zentrale Rolle. Je nach Fragestellung werden hierbei unterschiedliche Ansätze zur Charakterisierung der natürlichen oder durch genetische Modifikation eingebrachten Eigenschaften der Mikroorganismen angewendet. Klassische Bewertungsgrößen wie z. B. Wachstumsrate oder Produkt-Titer können mittlerweile für ganze Stammbibliotheken automatisiert und im Hochdurchsatz mittels Kultivierung in Mikrotiterplatten ermittelt werden. Hingegen sind die experimentellen Verfahren für einen detaillierten, zeitlich aufgelösten Blick in den Stoffwechsel der Zellen wesentlich komplexer, d.h. mit einer höheren Anzahl manueller Arbeitsschritte und verwendeter Reagenzien verbunden, und stellen somit einen Flaschenhals dar. Eine etabliertes Verfahren, Zellen unter verschiedenen Kultivierungsbedingungen „intrazellulär zu durchleuchten“, basiert auf der Nutzung von isotopenangereicherten Substraten.
Die Open-Access-Publikation mit dem Titel "Hot isopropanol quenching procedure for automated microtiter plate scale 13C-labeling experiments" wurde in der Zeitschrift "Microbial Cell Factories" veröffentlicht.
JuSER – Hot isopropanol quenching procedure for automated microtiter plate scale 13C-labeling experiments
Internet (IBG-1) – Institut für Bio- und Geowissenschaften – Biotechnologie