WPI的研究人員和學(xué)生團(tuán)隊是全球244個實驗室的一部分，這些實驗室證明了解決生物學(xué)中一個長期存在的問題的方法-估計液體樣品中的細(xì)菌數(shù)量。

生物學(xué)和生物技術(shù)助理教授Natalie Farny以及WPI的現(xiàn)任和前任7名本科生都參加了2018年的研究，該研究得出結(jié)論，估計液體培養(yǎng)基中微小的大腸桿菌細(xì)菌密度的最佳方法是稀釋已知量的二氧化硅微球體，通過它發(fā)出光線，并進(jìn)行光密度計算。

“假設(shè)是，如果我們能夠找到一個很好的用于光密度測量的校準(zhǔn)物，那么許多實驗室可以在相同的單位中報告來自同一實驗的結(jié)果并獲得相同的結(jié)果，” Farny說。“我們發(fā)現(xiàn)結(jié)果是準(zhǔn)確且可重復(fù)的。”

在9月的“傳播生物學(xué)”中報告了研究結(jié)果。

這項研究是國際基因工程機(jī)器競賽(iGEM)的一部分，該競賽是一年一度的活動，全世界的高中，本科生和研究生都使用分子生物學(xué)技術(shù)來設(shè)計，構(gòu)建和測試解決國際問題的解決方案。

WPI團(tuán)隊的成員包括Beck Arruda，Mei Hao，Camille Pearce，Alex Rebello，Arth Sharma，Kylie Sumner和Bailey Sweet。他們在其主要項目的頂部參與了這項研究，其中涉及測試可用于多葉作物(如生菜)的蛋白質(zhì)，以阻止大腸桿菌的生長并降低食源性疾病的發(fā)生率。

Farny為WPI學(xué)生提供了建議，并且是設(shè)計細(xì)菌測量研究的iGEM基金會測量委員會的聯(lián)合主席。

該研究集中在一個既小又重要的問題上。細(xì)菌的大小僅為1微米，非常小，以至于大多數(shù)實驗室都缺乏對樣品中每個細(xì)胞進(jìn)行計數(shù)的儀器。取而代之的是，研究人員使用分光光度計測量通過樣品的光的吸收率或透射率，以計算光密度。

Farny說，挑戰(zhàn)在于，以這種方式計算光密度不能測量確切的細(xì)胞計數(shù)，并且結(jié)果與執(zhí)行測量的儀器有關(guān)。這是合成生物學(xué)領(lǐng)域的一個問題，該領(lǐng)域試圖通過標(biāo)準(zhǔn)測量和可再現(xiàn)的結(jié)果來設(shè)計生物過程。

iGEM的研究向244個學(xué)生小組分發(fā)了相同的材料，并要求他們進(jìn)行測試三種不同方法的特定實驗。最終，研究小組發(fā)現(xiàn)，測量已知濃度的1微米二氧化硅球的光密度可以使實驗室對樣品中存在的大腸桿菌細(xì)胞數(shù)進(jìn)行更精確的光密度計算，F(xiàn)arny說。用已知數(shù)量的微球校準(zhǔn)光密度還可以比較不同類型的實驗室設(shè)備的結(jié)果。

來自新罕布什爾州迦南市的高級學(xué)生薩姆納(Sumner)攻讀生物化學(xué)專業(yè)，輔修生物學(xué)和生物技術(shù)，他說WPI學(xué)生團(tuán)隊花了兩周時間進(jìn)行測量研究。

薩姆納說：“參與國際研究并知道我們的數(shù)據(jù)將用于將來的研究，這真的很酷。” “而且我真的很興奮，甚至在我畢業(yè)之前就成為論文的共同作者。”

Farny說，這項研究確定的測量方法是快速，廉價且易于實施的。不過，尚不清楚研究人員是否會采用它。

Farny說：“接下來要弄清楚的是，如何激勵研究人員采用能夠使他們的研究更具可重復(fù)性的協(xié)議，使其可以被應(yīng)用。” “我們還需要校準(zhǔn)其他生物學(xué)指標(biāo)的方法。仍然存在很多挑戰(zhàn)。”