ROTOR+高通量基因突变筛查工具助力“水平科学”研究基因相互作用
过去半个世纪的生物知识积累加深了我们对生命基本单位——细胞的理解。这也是日本奈良科学技术研究所(NAIST)系统生物学教授Hirotada Mori博士的团队正在讨论的课题。
细胞作为生命的基本单位，了解它可以说是一项比较简单的课题。然而，了解某件事往往比初想象的要复杂的多，目前研究细胞整体的方法，是分解单个部分或通路，并单独研究它们。从理论上讲，一旦我们完全了解了单个元素，我们就可以结合相关知识，从整体上了解细胞。
了解细胞是生物学研究面临的大挑战之一。单个细胞不仅仅是一系列元素和代谢途径的叠加，而且这些部分组合在一起使细胞更加复杂化。当观察单个途径时，很难说改变一个变量会不会产生某个已知的影响。实际上，细胞能够通过其他途径来补偿自身的变化，而不能单独考虑一个途径，这就是计算模型成功的大障碍之一，因为我们还没完全掌握细胞内的补偿机制以实现建模。
在工业上，通常用细菌来生产合成橡胶。利用合成单体比传统方法有很多优势，然而，我们对细胞的理解仍然处于瓶颈。当我们发展合成生物学并试图人为地增加我们想要的产物时，细胞也在寻求自身的稳定性并作出相应反应。我们不清楚这会带来什么影响，也许增加目标蛋白的产量会导致新陈代谢的减少，从而减少整体产量。细胞总是试图保持自身平衡，只有当我们完全了解细胞，我们才能操纵它们，使之有益。
大肠杆菌(K-12)在营养丰富的培养基中共有4377个基因，其中358个是已知的必需基因。加深对必需和非必需基因相互作用的理解是当务之急。利用同源重组对两个菌株进行配对，每个菌株都含有一个单基因缺失和一个抗生素抗性标记。创建一个突变体库，每个突变体都有两个基因缺失和两种抗生素的抗性标记。这使得研究可以通过突变菌株的生长，来发展关于遗传网络的想法，包括同工酶，补偿途径或旁路途径的关系等，这就需要基因突变筛查的关键工具之一：ROTOR+。
通过使用ROTOR+，研究小组每天能够生产数千个突变体，并研究各种条件和碳源。如果要彻底测试每一种组合估计需要10年的时间。但存在一个担忧是，许多研究人员都是独立工作的，这些研究人员可能同时也在研究同一领域，这可能被视为时间和资源的浪费，这种现象也被称为“垂直科学”。Mori团队的研究是“水平科学”，使用ROTOR+的高通量技术(HTP)，他的团队通过多个研究线索生成大量数据。而垂直科学家和水平科学家可能不知道他们产生了相同的数据，从而没有利用彼此资源。研究人员应该通过合作交流他们的想法，并与其他研究人员建立关系，以避免未分析数据的积累。
莫里博士的研究小组仍然在继续研究细胞通路，加深我们对生物学基本核心——细胞的理解。他认为ROTOR+的高通量处理能力是非常高效的研究手段。
ROTOR+是世界上速度快、功能强大的菌落自动化操作工作台，可在96、384、1536、6144密度下，对酵母、真菌、细菌及藻类的菌落进行高通量筛选与阵列重排；用ROTOR的6144密度的RePads针板 ，可在20秒内，将整个酵母缺失突变体库复制4次；可进行高通量酵母双杂交、遗传合成阵列（Synthetic Genetic Array）、表型或化学遗传分析。
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