北京大学陈兴课题组发展了一种新的革兰氏染色水平的活细菌的荧光标记方法

近年来针对各类微生物组（microbiota）的研究蓬勃发展，但由于菌群组成复杂多样，目前微生物组研究中的一大技术需求是对活的菌群进行选择性荧光标记分析，从而能够快速地对样品的细菌组成进行初步判断。对这类复杂微生物样品进行染色，微生物学界近百年来一直沿用传统的革兰氏染色的方法，但由于这一方法需要首先将样品进行固定，故无法用于活细菌，并且其标记结果受人为操作因素影响较大。

为了破解传统细菌染色技术的局限性，北京大学陈兴课题组之前发展了一种基于万古霉素的荧光探针，可对活的细菌样品中的革兰氏阳性菌进行特异性荧光标记，并成功将其运用在肠道菌群的成像分析研究中（Biochemistry . 2017, 56:388）。最近，该课题组又发展了一类基于多粘菌素的荧光探针，可对复杂样品中的革兰氏阴性菌进行直接的荧光标记(如图所示）。

多粘菌素是一种能够选择性结合并杀灭革兰氏阴性菌的环肽类抗生素，其作用原理被认为是通过结合革兰氏阴性菌脂多糖结构，从而破坏细菌细胞膜完整性。文章中，作者利用多粘菌素中的氨基基团进行荧光偶联，合成的荧光探针保持对革兰氏阴性菌专一性的同时能够对其进行荧光标记。与课题组之前发展的基于万古霉素的荧光探针配合使用，成功地在多种活的复杂微生物组样品中实现了对革兰氏阳性/阴性菌高覆盖率、高选择性的荧光标记，并在痰液涂片的细菌染色中表现出了很好的选择性标记效果，展示了这一方法在微生物组研究中的普适性与在临床微生物检测鉴定中巨大的应用潜力。这项工作也成为了利用化学工具解决生物学问题与临床问题的一个很好的案例。

此项成果近期在线发表于Science China Chemistry。点击左下角“阅读全文”可免费阅读和下载全文。

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通讯作者介绍：

陈兴，北京大学化学与分子工程学院教授、副院长，北大-清华生命科学联合中心高级研究员。2002年本科毕业于清华大学化学系，2007年获加州大学伯克利分校化学博士学位，随后在哈佛大学医学院从事博士后研究。2010年起，任北京大学化学学院"百人计划"研究员，2014年获得国家杰出青年科学基金资助，2016年晋升为北京大学长聘正教授。目前研究兴趣集中在化学糖生物学。

王炜，2008年本科毕业于山东大学医学院，2014年在美国密苏里大学获得生物化学博士学位。2015年至2017年在北京大学化学与分子工程学院陈兴教授课题组从事博士后研究，2017年底进入上海交通大学医学院分子医学研究院，担任助理研究员。目前主要研究方向为针对微生物组的化学工具开发和基于药物的化学生物学研究。

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