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中生物理所科研仪器集成创新获得新突破

行业聚焦点中国仪表网2009年05月18日 08:57人气:4608

5月11日,由生物物理所刘志杰研究员领衔设计和构建的“自动化、高通量基因到晶体流水线”通过专家组技术验收。

在“面向国家战略需求、面向世界科学前沿,加强原始科学创新、加强关键技术创新与集成”的办院方针指引下,生物物理所利用有限的科研资源将蛋白质结构与功能的研究对象定位于难度较大的“人源膜蛋白和复合体”。研究过程中,从目标蛋白的选取到蛋白结构的完全解析需要经过基因克隆、可溶性表达筛选、蛋白质表达和纯化、蛋白质结晶、衍射数据获取和结构解析等一系列繁杂步骤,能否高效、低耗地完成蛋白质表达纯化和结晶一直是严重制约蛋白质结构研究的技术瓶颈。目前,国际上许多结构基因组学研究中心已经认识到仅仅依靠手工操作很难突破这两个瓶颈,于是开始着手建立具有一定自动化程度的结构基因组学工作站;但目前国际上还没有相对成熟的针对人源蛋白的自动化流水线。如何成功构建这一自动化流水线是一个极富挑战性的任务。

生物物理所在《中国科学院技术支撑系统建设实施方案》的指导下,充分利用现有平台设备,认真搜集和分析了当前国际上最先进和最成功的克隆、蛋白质表达、纯化和结晶的新技术,结合我国蛋白质研究的具体需求,采用自动化和多途径并行的设计理念,在大规模高纯度人源蛋白质样品制备和结晶的技术集成方面取得了实质突破,完成了具有国际先进水平的自动化、高通量基因到晶体生产流水线。

自动化、高通量基因到晶体生产流水线整合了“自动化基因克隆和质粒制备装置”和“自动化蛋白质表达和检测系统”,集成了F3 Track Robot 6关节机械手臂、FXp自动化液体处理工作站、Varioskan光谱扫描多功能读数仪、Cytomat细胞培养箱、Plate Washer 洗板机、Plate Sealer 封板机、PCR仪等一批先进设备。这一自动化生产线建成以来,顺利完成了一系列实验,取得了满意的结果。

技术验收专家组经过严格审议和现场操作检测,一致认为:该系统基于现有商用仪器设备,成功地进行了技术集成创新和功能拓展,达到了国际先进水平。该系统能自动化完成高通量PCR克隆、PCR产物纯化、相关质粒构建、纯化和转化以及蛋白质表达、初步纯化和检测等实验,并具备蛋白结晶池液制备和其它溶液处理等功能,显著提高了基因克隆和蛋白质表达的效率和成功率,为规模化蛋白质结构和功能研究奠定了良好基础。
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