Cell封面文章：微生物组研究的理想模型

本期Cell杂志的封面文章告诉我们，奶酪皮作为一个可控的实验体系，是微生物群落研究的理想模型。奶酪皮将帮助研究者们深入理解微生物群落的形成和功能机制。

　　

生物通报道：近年来，科学家们逐渐意识到人类微生物组会对人体健康产生重要的影响，微生物研究受到了越来越多的重视。微生物群落成员的多样性、丰度和相互关系，对整个群体有着决定性的影响。由于缺乏一个可控的研究体系，微生物群落的研究一直步履维艰。

不过本期Cell杂志的封面文章告诉我们，奶酪皮作为一个可控的实验体系，是微生物群落研究的理想模型。奶酪皮将帮助研究者们理解微生物群落的形成和功能机制。

哈佛大学的Rachel Dutton领导研究团队，从十个国家收集到了137种奶酪。他们对这些样本进行测序发现，世界各地的奶酪皮上主要生存着二十四种可培养的细菌和真菌。而各种奶酪上的微生物群落主要有三种模式。在这些模式的基础上，人们可以分析细菌和真菌在形成群落时的竞争与协作，研究这一过程所涉及的分子和机制。

“人们常使用E. coli或线虫这样的模式生物，来理解基本的生物学过程，” Dutton说。“我们的目标是为微生物群落研究找到模式系统，这样的系统应该能够易于重复和操作。”

“研究微生物群落的挑战在于，它们所生存的环境（例如人体或土壤）太过复杂，很难重复，”她说。“奶酪似乎可以符合我们的要求，现在我们确切知道奶酪皮上有哪些微生物在生长，而且很容易在实验室中重复这样的环境。”（延伸阅读：Science重要发现：癌症与微生物组）

“一般来说，人们其实很难分离到特定环境中生存的所有微生物。而我们惊讶的发现，奶酪皮上的生活的所有微生物，都可以在实验室中培养。这一特性为微生物群体研究奠定了重要的基础，”Dutton实验室的一名博士后Julie Button说。

研究人员希望可以通过奶酪皮研究，理解各种细菌和真菌之间的相互作用。比如，鉴定能够叫停真菌生长的细菌，或者能够抑制细菌生长的真菌。“我们正在与化学家们合作，在微生物群落的形成过程中，寻找细菌用来杀死真菌的分子，”Dutton说。“当然这一过程中，真菌也会利用抗菌物质帮助自己生存。”

研究人员认为，奶酪皮这样的模式系统，将最终为人们揭示微生物群落的形成机制。Dutton等人希望能够在近期回答几个基本的问题，例如微生物群落形成过程中是否存在特定的法则，以及我们是否可以对此加以调控。

 

生物通编辑：叶予

生物通推荐原文：

Cheese Rind Communities Provide Tractable Systems for In Situ and In Vitro Studies of Microbial Diversity

Tractable microbial communities are needed to bridge the gap between observations of patterns of microbial diversity and mechanisms that can explain these patterns. We developed cheese rinds as model microbial communities by characterizing in situ patterns of diversity and by developing an in vitro system for community reconstruction. Sequencing of 137 different rind communities across 10 countries revealed 24 widely distributed and culturable genera of bacteria and fungi as dominant community members. Reproducible community types formed independent of geographic location of production. Intensive temporal sampling demonstrated that assembly of these communities is highly reproducible. Patterns of community composition and succession observed in situ can be recapitulated in a simple in vitro system. Widespread positive and negative interactions were identified between bacterial and fungal community members. Cheese rind microbial communities represent an experimentally tractable system for defining mechanisms that influence microbial community assembly and function.