Screening protein sequences to discover novel protein functions using informatics target selection and ultrahigh-throughput droplet microfluidics
Screening protein sequences to discover novel protein functions using informatics target selection and ultrahigh-throughput droplet microfluidics
批准号:
2273624
负责人:
金额:
$0.0万
依托单位:
依托单位国家:
英国
项目类别:
Studentship
财政年份:
2019
资助国家:
英国
项目状态:
已结题
起止时间:
2019 至 --
中文摘要
博士项目战略主题:可再生资源和清洁生长的生物科学细菌群落提供了作为生物催化剂的巨大来源的潜力,然而它们中的许多是不可培养的,因此潜在的新颖和有用的生物催化剂仍然未被发现。此外,由于新型生物催化剂的期望活性不一定具有相似的序列,因此序列分析不能预测许多新的命中。使用微流控picodroplet隔室使用诱饵底物的功能筛选可以识别这些新的蛋白质。液滴微流控是一种将单细胞分隔在微通道中流动的水油乳液中的技术。在文献中已经创建了许多模块来扩展微流体装置的工作流程,包括流动聚焦装置、皮可注射装置和吸光度激活的细胞分选装置。液滴微流体的好处包括它可以促进超高通量实验(每小时可以根据超过100万个液滴的吸光度读数进行分选),这是挑选稀有变异所需的,它需要最少量的试剂,液滴可以独立操作,用作单独的反应容器。重点是利用宏基因组数据,通过液滴微流体技术发现新的酶。它将是计算和实验方法之间的协同作用,能够进行交叉比较,并弥合湿实验室/计算机鸿沟。目前的微流体模块将被迭代,以允许微流体工作流程的更大自动化。机器学习方法将用于更好地分析获得的大量实验数据。通过在皮升反应体积中进行快速实验,计算方法将通过湿/干工作的迭代循环来改进,并且将利用基于阵列的基因合成来允许访问所有预测,以发现新的生物催化剂。
英文摘要
PhD project strategic theme: Biosciences for renewable resources and clean growthBacterial communities provide potential as a great source for biocatalysts, however many of them are unculturable and therefore potentially novel and useful biocatalysts remain undetected. Additionally, because desired activities of novel biocatalysts do not necessarily share similar sequences, sequence analysis can not predict many novel hits. Functional screening using microfluidic picodroplet compartments using bait substrates can identify these novel proteins.Droplet microfluidics is a technique in which single cells are compartmentalised in water oil emulsions which flow in microchannels. A number of modules have been created in the literature to expand the workflow of the microfluidic devices including flow focusing devices, picoinjection devices, and absorbance activated cell sorting devices. The benefits of droplet microfluidics include that it can facilitate ultrahigh-throughput experiments (can sort based on absorbance readout of greater than 1 million droplets per hour) which is needed to pick out rare variants, it requires minimum amount of reagents, and droplets can be manipulated independently, serving as individual reaction vessels.The focus will be on exploiting metagenomic data to discover novel enzymes by using droplet microfluidics. It will be a synergy between computation and experimental approaches enable cross-comparison and bridge the wet lab/in silico divide. Current microfluidic modules will be iterated on to allow greater automation of the microfluidic workflow process. Machine learning methods will be used to better characterise the large amount of experimental data gained. By performing rapid experiments in picolitre reaction volumes the computation methods will be refined by iterative cycles of wet/dry work, and array based gene synthesis will be exploited to allow access to all predications, in order to discover novel biocatalysts.
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批准号:
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资助金额:--
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