艾薇·库佩克，欧洲分子生物学实验室 开菲尔中的微生物物种能够团结协作，这是它们成功的原因——例如，它们开发了否则无法获得的营养资源
信用:雷恩·扎伊曼-格兰特/EMBL 制作开菲尔，需要一个团队
一组微生物
这是来自EMBL和剑桥大学帕蒂尔小组及其合作者的新研究信息，发表在今天的《自然微生物学》上
该小组的成员研究了开菲尔，这是世界上最古老的发酵食品之一，越来越被认为是一种“超级食品”，据称具有许多健康益处，包括改善消化、降低血压和血糖水平
在研究了15份开菲尔样品后，研究人员惊讶地发现，开菲尔粒中发现的乳杆菌优势种不能在牛奶中独立生存——牛奶是开菲尔的另一种关键成分
然而，当这些物种在一起工作，在开菲尔文化中以彼此的代谢物为食时，它们各自提供了另一种需要的东西
“合作让他们可以做一些他们无法独自完成的事情，”小组组长、该论文的相应作者基兰·帕蒂尔说
“尤其令人着迷的是L
支配着开菲尔社区的开菲尔诺法辛斯，使用开菲尔粒来结合所有其他它需要生存的微生物——很像指环王的统治圈
一粒谷物就能把他们都绑在一起
" 微生物相互作用的模型 开菲尔的消费最初流行于东欧、以色列和俄罗斯及其周边地区
它由看起来像小块花椰菜的“谷物”组成，并在牛奶中发酵产生一种由细菌和酵母组成的益生菌饮料
帕蒂尔小组的博士后、该论文的第一作者索尼娅·布拉舍说:“人们把牛奶储存在羊皮里，并注意到这些谷物可以防止牛奶变质，这样他们就可以储存更长时间。”
“因为牛奶很容易变质，所以找到一种储存时间更长的方法非常有价值
" 要制作开菲尔，你需要开菲尔粒
这些不能人工制造，但必须来自另一批开菲尔
谷物加入牛奶中发酵生长
大约24到48小时后(或者，在本研究中，90小时后)，开菲尔粒已经消耗了它们可利用的营养
这一次谷物的大小和数量都增加了，开菲尔过程也就完成了
谷物被取出并加入到鲜奶中，重新开始这个过程
然而，对于科学家来说，开菲尔提供的不仅仅是一种健康饮料:它是一种易于培养的模型微生物群落，用于研究代谢相互作用
尽管开菲尔在许多方面与酸奶非常相似——都是富含“益生菌”的发酵或培养乳制品——但开菲尔的微生物群落远远大于酸奶，不仅包括细菌培养物，还包括酵母
向开菲尔学习 虽然科学家们知道微生物通常生活在群落中，并依靠群落中的其他成员生存，但对这一现象的机械学知识却非常有限
实验室模型在历史上仅限于两到三个微生物物种，所以开菲尔提供了——正如基兰所描述的——一个复杂的“金发区”，它不算太小(大约40个物种)，但也不会太难详细研究
索尼娅从几个地方收集开菲尔样品开始了这项研究
虽然大多数样品是在德国获得的，但它们很可能源自其他地方，因为开菲尔粒已经传承了几个世纪
“我们的第一步是观察样本是如何生长的
开菲尔微生物群落有许多成员物种，它们具有适应当前环境的个体生长模式
这意味着生长快的和生长慢的物种，有些根据营养的可获得性改变它们的速度，”索尼娅说
“这不是开菲尔社区独有的
然而，开菲尔社区有很长的时间来让共同进化变得完美，因为他们已经在一起很长时间了
" 合作是关键 发现开菲尔微生物之间合作的程度和性质远非易事
为此，研究人员结合了各种最先进的方法，如代谢组学(研究代谢物的化学过程)、转录组学(研究基因组产生的核糖核酸转录本)和数学建模
这不仅揭示了氨基酸等关键的分子相互作用因子，还揭示了开菲尔粒和乳部分之间的物种动态对比
“开菲尔粒充当开菲尔社区的大本营，社区成员以复杂但有组织和合作的方式在此殖民牛奶，”基兰说
“我们在开菲尔中看到了这种现象，然后我们发现它不仅限于开菲尔
如果你观察微生物的整个世界，合作也是它们结构和功能的关键
" 事实上，在今天《自然生态与进化》杂志上发表的另一篇由基兰团队和EMBL博克团队合作完成的论文中，科学家们结合了来自全球数千个微生物群落的数据——从土壤到人类肠道——来理解类似的合作关系
在第二篇论文中，研究人员使用先进的代谢模型来表明，在不同的生境中经常一起发现的共生细菌群要么是高度竞争的，要么是高度合作的
这种明显的两极分化以前从未被观察到，并揭示了塑造微生物生态系统的进化过程
虽然竞争型和合作型群落都很普遍，但合作者似乎在更高的丰度和占据不同生境方面更为成功
一起变强
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
