Classification and Identification of Archaea Using Single-Cell Raman Ejection and Artificial Intelligence: Implications for Investigating Uncultivated Microorganisms

古细菌 鉴定(生物学) 化学 微生物 生物 生物系统 计算生物学 生化工程 纳米技术 生物化学 细菌 生态学 地质学 古生物学 工程类 基因 材料科学
作者
Yi Wang,Jiabao Xu,Dongyu Cui,Lingchao Kong,Songze Chen,Wei Xie,Chuanlun Zhang
出处
期刊:Analytical Chemistry [American Chemical Society]
卷期号:93 (51): 17012-17019 被引量:25
标识
DOI:10.1021/acs.analchem.1c03495
摘要

Archaea can produce special cellular components such as polyhydroxyalkanoates, carotenoids, rhodopsin, and ether lipids, which have valuable applications in medicine and green energy production. Most of the archaeal species are uncultivated, posing challenges to investigating their biomarker components and biochemical properties. In this study, we applied Raman spectroscopy to examine the biological characteristics of nine archaeal isolates, including halophilic archaea (Haloferax larsenii, Haloarcula argentinensis, Haloferax mediterranei, Halomicrobium mukohataei, Halomicrobium salinus, Halorussus sp., Natrinema gari), thermophilic archaea (Sulfolobus acidocaldarius), and marine group I (MGI) archaea (Nitrosopumilus maritimus). Linear discriminant analysis of the Raman spectra allowed visualization of significant separations among the nine archaeal isolates. Machine-learning classification models based on support vector machine achieved accuracies of 88-100% when classifying the nine archaeal species. The predicted results were validated by DNA sequencing analysis of cells isolated from the mixture by Raman-activated cell sorting. Raman spectra of uncultured archaea (MGII) were also obtained based on Raman spectroscopy and fluorescence in situ hybridization. The results combining multiple Raman-based techniques indicated that MGII may have the ability to produce lipids distinct from other archaeal species. Our study provides a valuable approach for investigating and classifying archaea, especially uncultured species, at the single-cell level.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
小呆昭完成签到 ,获得积分10
刚刚
NUSPC发布了新的文献求助10
刚刚
看看看完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
jiao发布了新的文献求助10
1秒前
木子完成签到,获得积分10
1秒前
GHJ发布了新的文献求助10
2秒前
KK完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
3秒前
Akim应助lyd采纳,获得10
3秒前
孤舟完成签到,获得积分10
3秒前
酷波er应助秃噜噜采纳,获得10
4秒前
风趣的念薇完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
5秒前
Nyuki发布了新的文献求助20
5秒前
5秒前
大个应助wise111采纳,获得10
5秒前
小王完成签到,获得积分10
6秒前
半熟芝士完成签到,获得积分20
6秒前
17完成签到,获得积分10
6秒前
笑忘书圣完成签到,获得积分10
6秒前
xm发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
Liu完成签到,获得积分10
6秒前
南音完成签到 ,获得积分10
7秒前
房延彤应助nyfz2002采纳,获得10
7秒前
7秒前
搞不动科研完成签到,获得积分10
7秒前
可yi发布了新的文献求助30
7秒前
怡然的怀绿完成签到,获得积分10
8秒前
淡淡东蒽发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
标致雪糕完成签到,获得积分10
9秒前
tan90完成签到,获得积分20
9秒前
9秒前
kluberos完成签到,获得积分10
9秒前
乖拉完成签到,获得积分10
9秒前
彩色的续完成签到,获得积分10
10秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to Helicopter and Tiltrotor Flight Simulation, Second Edition 2500
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Software that combines deep learning,3D reconstruction and CFD to analyze the state of carotid arteries from ultrasound imaging 600
Bounds for Statistical Estimation in Semiparametric Models 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6498903
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8294661
关于积分的说明 17699692
捐赠科研通 5595195
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2917760
邀请新用户注册赠送积分活动 1894794
关于科研通互助平台的介绍 1755557