来看看 奶酪 的微观力量。这种乳制品 几代以来一直是主要的食物来源，但它也正在帮助微生物学家更好地了解大自然的微生物群落。在一项 于 5 月 10 日发表在 mBio 杂志上的研究 中，一个研究团队利用奶酪表皮证明了真菌抗生素如何影响微生物群落的发育。
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由 真菌 产生的代谢物可以改善人类健康。有些真菌会分泌 青霉素，然后将其提纯 用作抗生素。在这项研究中，科学家们着手更好地理解真菌如何与其生活在 微生物群落 中的微生物互动，特别是关注真菌和细菌之间的关系。
“我的实验室对真菌如何塑造其生活环境的微生物群落多样性很感兴趣。真菌广泛存在于许多微生物生态系统中，从土壤到我们自己的身体，但与更广泛研究的细菌相比，我们对它们在微生物群落中的多样性和作用知之甚少，”合著者、塔夫茨大学微生物学家 Benjamin Wolfe 在一份声明中说。“为了研究真菌的生态学及其与细菌的相互作用，我们以奶酪表皮为模型微生物生态系统，来理解这些基本的生物学问题。
奶酪表皮本身就是微生物群落，它们形成在布里、塔勒吉奥和某些切达奶酪等天然陈年奶酪的表面。随着奶酪的陈化，微生物的绒毛状、有时粘稠的层会在奶酪表面形成。当奶酪凝结时，这些微生物会缓慢分解，并在表面生长，形成香气和颜色，赋予超市里那些花哨奶酪更独特的风味。
Wolfe 和他的团队开始调查一位奶酪制造商在奶酪表面霉菌蔓延并扰乱表皮正常发育的问题。这导致奶酪看起来表皮在霉菌入侵奶酪房时消失了。他们与威斯康星大学微生物学家 Nancy Keller 的实验室合作，找出这种霉菌对表皮微生物做了什么，以及霉菌可能产生哪些化学物质来扰乱表皮。
研究人员首先在 青霉菌 中删除了一个基因 (laeA)，该基因可以控制真菌分泌到其环境中的化学物质的表达。这些化合物被称为特异性代谢物或次级代谢产物。
“我们知道许多真菌可以产生抗生素代谢物，因为我们已经将它们用作人类药物，但我们对真菌抗生素在自然界中的作用知之甚少，”Wolfe 说。“真菌真的会利用这些化合物杀死其他微生物吗？真菌产生的这些抗生素如何影响细菌群落的发育？我们将正常的 青霉菌 和 laeA 基因被删除的 青霉菌 添加到奶酪表皮细菌群落中，以观察删除 laeA 是否导致细菌群落发育的变化。”
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当 laeA 被删除后，青霉菌 的抗菌活性大部分丧失。这一发现帮助团队缩小了真菌基因组中可能产生抗菌化合物的特定区域。他们将其缩小到一个称为pseurotins 的化合物类别。这些代谢物由多种真菌产生，可以调节免疫系统，杀死昆虫，并抑制细菌。
这项研究 表明，pseurotins 还可以控制与真菌共存的 细菌群落 的生长和发育。Pseurotins 具有强烈的抗菌作用，这意味着它们会抑制在手工奶酪中发现的一些细菌，包括葡萄球菌 (Staphylococcus)、短杆菌 (Brevibacterium)、短小杆菌 (Brachybacterium) 和嗜冷菌 (Psychrobacter)。这个过程导致奶酪表皮微生物群落组成的变化。
它还表明，真菌分泌的抗生素可以控制微生物群落的发育，因为这些代谢物存在于包括人类微生物组和土壤生态系统在内的其他生态系统中。该团队预计，这些真菌-细菌相互作用的机制可能非常普遍。
“我们的结果表明，手工奶酪中的一些讨厌的霉菌可能通过释放抗生素来扰乱正常的奶酪发育，”Wolfe 说。“这些发现使我们能够与奶酪制造商合作，找出哪些霉菌是不好的，以及如何在奶酪房中管理它们。它还帮助我们认识到，每次我们吃手工奶酪时，我们都在摄入微生物用于在群落中竞争和合作的代谢物。”
