基于拉曼流式细胞术的无标记高通量活细胞分选技术用于代谢性状全基因组随机突变文库筛选

如何从高度异质的突变库中高效分选目标代谢功能细胞？研究人员开发 pDEP-DLD-RACS 技术，通过调制 pDEP-DLD 力实现单细胞功能分选。该技术对产色素和油脂酵母分选准确率 > 90%、通量～600 events min-1，从超 105株金藻突变库中筛出 DHA 产量提升 58% 的突变株，效率超传统方法两个数量级。

　　

全自发单细胞拉曼光谱能够以无标记、非侵入的方式捕获代谢表型组信息。然而，从高度异质系统中对稀有目标细胞进行拉曼激活细胞分选（RACS）在很大程度上仍停留在概念阶段。本文介绍了一种基于正介电泳诱导确定性横向位移（pDEP-DLD）的 RACS 技术（pDEP-DLD-RACS），该技术通过施加调制的 pDEP-DLD 力，可在宽通道中对快速移动的单细胞进行聚焦、捕获和功能分选。对于产色素和产油酵母，pDEP-DLD-RACS 表现出高分选准确率（>90%）、高通量（~600 events min^-1）、高得率（>85%）和长稳定运行时间（~10 小时），并能在分选稀有细胞的同时保持细胞完全活力。此外，基于细胞内二十二碳六烯酸（DHA）含量，从超 10⁵株金藻（Aurantiochytrium sp.）突变体的全基因组随机突变文库中进行无标记分选，仅需两天两次 RACS 运行即可获得 DHA 产量比野生型高 58% 的突变细胞，其时间和成本效率比传统方法高两个数量级。这一优异特性源于转录组的全局重塑，包括增强的碳代谢、降低的细胞内 NADPH 合成速率和增加的三酰甘油（TAG）合成。通过实现从全基因组突变文库中直接筛选代谢性状，pDEP-DLD-RACS 为合成生物学提供了强大的平台。