島津制作所推出“MicrobialTrack”——一個由世界上最大的數據庫提供支持的新型全球微生物鑒定平臺

    宣布推出基于MALDI-TOF MS的下一代微生物鑒定平臺，該平臺擁有最廣泛的數據庫，涵蓋約 85,000 種原核生物，不僅包括眾所周知的、先前描述的微生物，還包括難以培養和未培養的微生物——MicrobialTrack重新定義了基于MALDI-TOF MS的微生物鑒定的界限。

    島津制作所推出了創新型軟件平臺 MicrobialTrack，旨在實現食品安全、醫療保健、藥物研發和環境研究等廣泛領域的高精度微生物鑒定。該軟件利用基于公開微生物基因組信息構建的專有大規模蛋白質質量數據庫，分析通過基質輔助激光解吸/電離飛行時間質譜法 (MALDI-TOF MS) 獲得的測量數據。MicrobialTrack 數據庫全面收錄了已知的微生物條目，涵蓋約 85,000 個原核生物種（細菌和古菌），包括已發布有效分類名稱的微生物以及難以培養和先前未培養的微生物。這大大擴展了鑒定范圍，超越了傳統方法的限制。
    近年來，由于衛生意識的增強、冷藏食品的普及以及抗生素耐藥性細菌的出現，全球范圍內對微生物鑒定的需求日益增長。在臨床和食品微生物檢測中，“指紋法”根據MALDI-TOF MS的測量結果來識別微生物。該方法可在約3小時內提供結果，包括微生物分離株（細胞）的預處理、MALDI-TOF MS測量和數據分析；然而，該數據庫通常僅限于約5,000個已知物種，這對鑒定準確性提出了挑戰，并限制了其在微生物學廣泛領域的應用。

    為了克服這一局限性，MicrobialTrack 采用“蛋白質組學方法”，根據從基因組估算的蛋白質理論質量與從樣本中觀察到的蛋白質質量之間的相似性來識別微生物種類。該產品利用原核微生物理論質量數據庫“GPMsDB”，該數據庫基于從公共基因組數據庫中獲得的約 40 萬個基因組條目。分析對象為基于基因組信息預測的約 85,000 個原核生物種，包括難以培養和無法培養的微生物。此功能可以識別使用MALDI-TOF MS指紋圖譜法無法識別的各種微生物。

圖：基于蛋白質組學方法的微生物鑒定原理

    MicrobialTrack 是一項基于云的服務，可通過網絡瀏覽器識別微生物。該服務無需專用電腦或安裝軟件。用戶只需注冊，然后訪問指定的 URL 即可進行分析。每年有數十萬個新的原核生物基因組序列發布并添加到公共數據庫中。MicrobialTrack 數據庫會定期更新，以將新添加的分類單元作為基因組序列納入其中，并反映不斷發展的最新分類系統。在許可期限內，用戶可以訪問最新的 MicrobialTrack 數據庫。

    MicrobialTrack 是與日本產業技術綜合研究所 (AIST) 和日本國家技術評價機構共同研究開發的產品。2023 年，AIST 和本公司共同發布了這項微生物識別技術的基礎，包括基因組預測質量數據庫“GPMsDB”以及用于分析質譜的原創算法。1) MALDI 技術，這項技術讓本公司執行研究員田中耕一榮獲諾貝爾化學獎，該技術使用激光照射與基質（電離輔助劑）混合的樣品，使蛋白質等高分子化合物電離，而不會破壞它們。

1) Y. Sekiguchi 等人，基因組生物學，24 (2023)。