近年來,科學家們逐漸意識到人類微生物組會對人體健康產生重要的影響,微生物研究受到了越來越多的重視。微生物群落成員的多樣性、豐度和相互關系,對整個群體有著決定性的影響。由于缺乏一個可控的研究體系,微生物群落的研究一直步履維艱。
不過本期Cell雜志的封面文章告訴我們,奶酪皮作為一個可控的實驗體系,是微生物群落研究的理想模型。奶酪皮將幫助研究者們理解微生物群落的形成和功能機制。
哈佛大學的Rachel Dutton領導研究團隊,從十個國家收集到了137種奶酪。他們對這些樣本進行測序發現,世界各地的奶酪皮上主要生存著二十四種可培養的細菌和真菌。而各種奶酪上的微生物群落主要有三種模式。在這些模式的基礎上,人們可以分析細菌和真菌在形成群落時的競爭與協作,研究這一過程所涉及的分子和機制。
“人們常使用E. coli或線蟲這樣的模式生物,來理解基本的生物學過程,” Dutton說。“我們的目標是為微生物群落研究找到模式系統,這樣的系統應該能夠易于重復和操作。”
“研究微生物群落的挑戰在于,它們所生存的環境(例如人體或土壤)太過復雜,很難重復,”她說。“奶酪似乎可以符合我們的要求,現在我們確切知道奶酪皮上有哪些微生物在生長,而且很容易在實驗室中重復這樣的環境。”(延伸閱讀:Science重要發現:癌癥與微生物組)
“一般來說,人們其實很難分離到特定環境中生存的所有微生物。而我們驚訝的發現,奶酪皮上的生活的所有微生物,都可以在實驗室中培養。這一特性為微生物群體研究奠定了重要的基礎,”Dutton實驗室的一名博士后Julie Button說。
研究人員希望可以通過奶酪皮研究,理解各種細菌和真菌之間的相互作用。比如,鑒定能夠叫停真菌生長的細菌,或者能夠抑制細菌生長的真菌。“我們正在與化學家們合作,在微生物群落的形成過程中,尋找細菌用來殺死真菌的分子,”Dutton說。“當然這一過程中,真菌也會利用抗菌物質幫助自己生存。”
研究人員認為,奶酪皮這樣的模式系統,將最終為人們揭示微生物群落的形成機制。Dutton等人希望能夠在近期回答幾個基本的問題,例如微生物群落形成過程中是否存在特定的法則,以及我們是否可以對此加以調控。
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