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當(dāng)前位置:上??ㄅ锟萍加邢薰?/a>>>公司動態(tài)>>哈佛微生物學(xué)家實驗室中研究奶酪中的微生物
在人們發(fā)現(xiàn)感染有李斯特氏菌種(Listeria,致死性菌)的科羅拉多甜瓜之后,到Steven Soderbergh的《全境擴散(Contagion)》——一部講述某種病毒帶來的世界性災(zāi)難的電影——上映,微生物經(jīng)歷了一個在“公共關(guān)系”上的困難時期。面對它們潛在的致死性,你自然會有種要樹立“防火墻”的急切需求:別再握手,別再共用手機,還有——雖然上帝不允許——別再性交了。
但將你生命中的微生物全部凈化掉是不可能的。微生物——細(xì)菌、真菌、及其它微觀組織——是地球上為數(shù)zui多的生命。實際上,在相當(dāng)程度上,你也是微生物。“你”體內(nèi)大約90%的細(xì)胞和99%的遺傳物質(zhì)屬于病毒,而并不屬于你。由于病毒細(xì)胞較人類細(xì)胞個頭小,它們只占你體重的10%,但你隨身攜帶的這些細(xì)胞幾乎都有它們自己的小九九。
問題是,我們只能在zui模糊的層面上了解它們的如意算盤。它們的普遍性造成了研究上的困難。對研究來說,它們太小了。傳統(tǒng)的解決方案是在實驗室中將一個單獨菌種隔離并培養(yǎng)。但微生物與其他生命形式一樣,都是群居動物。正如動物園里的大猩猩與面對無花果樹、美洲豹、或另一只同類的野生猩猩不同,在皮氏培養(yǎng)皿(Petri dish)中單獨培養(yǎng)的微生物并不會展現(xiàn)它在自然環(huán)境中所表現(xiàn)出的許多行為。對任何生物體的研究而言,zui有意思的要數(shù)它對其它生物體的反應(yīng)——它會吃掉它們、逃離、還是與它們社交?
然而,微生物“社區(qū)”太復(fù)雜了——你的腸子里、或者任意一立方英尺的土壤中就生活著逾千種微生物——實在是無法知道誰在對誰做什么。到底是附近的99種微生物中的哪一種導(dǎo)致了抗生素的產(chǎn)生?是什么讓這個休眠期的病毒開始*的繁殖?
為了對微生物相互作用有所了解,我們需要研究簡化但仍然真實的微生物種群。這曾經(jīng)是哈佛大學(xué)微生物學(xué)家Rachel Dutton所面臨的挑戰(zhàn)。她希望尋找到一個足夠又不過度復(fù)雜、本身就已經(jīng)被隔離的種群進(jìn)行研究。有一天,她意識到她自出生以來就在食用她的理想研究對象:奶酪。
吃奶酪其實是在吃微生物
手工奶酪與其說是用牛奶制作的,不如說是用細(xì)菌、真菌、以及它們的副產(chǎn)物制作而成的——牛奶僅僅是這些微生物的養(yǎng)料。每一塊奶酪就如同一個微小的、資源豐沛的孤島,在此同時放逐著一批微生物種群,“生還者”模式。Dutton現(xiàn)在正處在哈佛大學(xué)系統(tǒng)生物學(xué)中心一個五年期項目的*年,她將與博士后研究員Benjamin Wolfe合作,在實驗室中重現(xiàn)這些孤島社區(qū),然后了解誰將興旺,誰將被出賣,還有誰會被驅(qū)趕出孤島。為完成這一任務(wù),他們需要從一塊特定的奶酪中分離出所有的微生物,在實驗室中進(jìn)行培養(yǎng),在一系列有著細(xì)微變化的不同環(huán)境中將它們重新混合,然后觀察會發(fā)生什么。
“zui終我們希望能理解使得這些微生物體共生的基因和路徑。”Dutton說道。
這將對我們的健康有重要影響,并幫助我們更全面地了解微生物是如何相互作用的。比如說,研究微生物群落zui初是怎樣形成的,能幫助我們理解感染是如何發(fā)生的,為什么特定的病原體突然大量繁殖,以及我們怎樣才能使之停止。這樣的研究同樣能幫助我們用更適合的方法建立體內(nèi)微生物群落,而不只是通過如今風(fēng)靡的大量飲用酸奶法。
Dutton和Wolfe在位于佛蒙特州的Jasper Hill農(nóng)場啟動了他們的項目,該農(nóng)場以其全美zui多樣的奶酪地窖、以及從其奶酪外表皮產(chǎn)生的擦奶酪聞名。他們已經(jīng)在Winnimere——一種以其豐富口感、強烈氣味而著稱的洗浸乳酪(washed-rind cheese)——上發(fā)現(xiàn)了15種不同的微生物。其中不乏預(yù)料之中的種類,如早先已在歐洲zui美味的洗浸乳酪上發(fā)現(xiàn)的一種細(xì)菌。此外亦有一些新發(fā)現(xiàn),包括幾種先前僅在環(huán)境如北冰洋和挪威海峽中發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌。這些微生物中,有些一直生存下來,在奶酪表皮上開出絢爛之花;而另一些則被新物種取代,如同草退林豐。
Dutton表示奶酪的根本在于微生物群落。“我們聞到的士微生物的味道,而不是奶酪的。而我們品嘗的亦是微生物。”(其實當(dāng)我們食用Gorgonzola奶酪的藍(lán)紋、Brie奶酪的絨毛、或是Limburger奶酪的橘色糊糊,我們正吞下數(shù)百萬活著的微生物。)“當(dāng)我們將這些生物體在實驗室中(與奶酪)隔離,它們聞起來與奶酪?guī)缀跻粯印N覀兂3B勚鼈冋f,‘嗯,這就是Winnimere!’”事實上他們的冰箱已經(jīng)變成周圍實驗室的痛處。“冷卻器周圍可不好聞,”Wolfe承認(rèn)。
而這樣的味道在美國的奶酪商聞起來卻帶有成功的清香,他們長期尋找能夠復(fù)制傳統(tǒng)歐洲奶酪風(fēng)味的方法。在我們對微生物有所了解的多個世紀(jì)前,人們就已經(jīng)發(fā)明了這些傳統(tǒng)奶酪;奶酪商僅僅知道特定工序能夠制造出特定風(fēng)味的奶酪。比如說,意大利干酪的生產(chǎn)商了解到(如果要制作干酪他們就要)在每天用于制造奶酪的牛奶中混合前一天的乳清。而zui棒的奶酪得益于地理學(xué)上幸運的意外。將羊奶凝乳放在法國小鎮(zhèn)羅克福爾(Roquefort-sur-Soulzon)附近的巖洞內(nèi),幾個月后當(dāng)你回到這里,你就能收獲一塊藍(lán)紋杰作;當(dāng)然我們現(xiàn)在知道這得歸功于巖洞內(nèi)的羅克福爾青霉菌(Penicillium)。在此之后,我們可以通過這些的奶酪培養(yǎng)(微生物群)從而在世界各地復(fù)制出它們的風(fēng)味。
微生物是奶酪成功的功臣
雖然微生物(在奶酪產(chǎn)生中)扮演的角色被漸漸發(fā)掘,奶酪商卻只能夠識別他們奶酪中zui為明顯的微生物,因此源于實驗室的奶酪無法*還原傳統(tǒng)奶酪的豐富風(fēng)味,后者是由在真實而古老的歐洲奶酪?guī)r洞內(nèi)的微生物群落產(chǎn)生的。這是幾乎沒有任何美國奶酪能夠達(dá)到歐洲奶酪的強烈風(fēng)味與復(fù)雜度的原因之一。歐洲人將其歸功于“地域”,即產(chǎn)地半神秘的*性,但當(dāng)?shù)氐奈⑸锟赡苁钦嬲墓Τ肌?/p>
Dutton和Wolfe現(xiàn)在開始同時研究美國奶酪和傳統(tǒng)歐洲奶酪,如Valençay、St. Nectaire、以及Stilton,他們的目標(biāo)是識別出上述各種奶酪上所有的微生物。“我們希望了解不同種類奶酪商*的微生物群落特征,”Wolfe說。如果他們能夠?qū)⑻囟ǖ奈⑸锱c特定的風(fēng)味和紋理起來,Dutton和Wolfe或許能為美國的奶酪商帶來福音,將歐洲神靈不為外人道的寶貴學(xué)問傳授給這些美國奶酪商。“我們能夠告訴奶酪商,如果加入這種白地霉(Geotrichum)菌種,你將得到更多的物種X,”Wolfe預(yù)測到,“而我們知道物種X產(chǎn)生花香味。你將很可能會有一個做預(yù)測的根據(jù)。在奶酪界沒人能深入了解到基因?qū)用?。人們期望種瓜得瓜,但(事實上)是在碰運氣,因為他們只是把原料置于一個未知的環(huán)境中。”
來源:網(wǎng)易探索
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