哈佛微生物学家实验室中研究奶酪中的微生物

在人们发现感染有李斯特氏菌种（Listeria，致死性菌）的科罗拉多甜瓜之后，到StevenSoderbergh的《全境扩散（Contagion）》——一部讲述某种病毒带来的世界性灾难的电影——上映，微生物经历了一个在“公共关系”上的困难时期。面对它们潜在的致死性，你自然会有种要树立“防火墙”的急切需求：别再握手，别再共用手机，还有——虽然上帝不允许——别再性交了。
　　
　　但将你生命中的微生物全部净化掉是不可能的。微生物——细菌、真菌、及其它微观组织——是地球上为数最多的生命。实际上，在相当程度上，你也是微生物。“你”体内大约90%的细胞和99%的遗传物质属于病毒，而并不属于你。由于病毒细胞较人类细胞个头小，它们只占你体重的10%，但你随身携带的这些细胞几乎都有它们自己的小九九。
　　
　　问题是，我们只能在最模糊的层面上了解它们的如意算盘。它们的普遍性造成了研究上的困难。对研究来说，它们太小了。传统的解决方案是在实验室中将一个单独菌种隔离并培养。但微生物与其他生命形式一样，都是群居动物。正如动物园里的大猩猩与面对无花果树、美洲豹、或另一只同类的野生猩猩不同，在皮氏培养皿（Petridish）中单独培养的微生物并不会展现它在自然环境中所表现出的许多行为。对任何生物体的研究而言，最有意思的要数它对其它生物体的反应——它会吃掉它们、逃离、还是与它们社交？
　　
　　然而，微生物“社区”太复杂了——你的肠子里、或者任意一立方英尺的土壤中就生活着逾千种微生物——实在是无法知道谁在对谁做什么。到底是附近的99种微生物中的哪一种导致了抗生素的产生？是什么让这个休眠期的病毒开始疯狂的繁殖？
　　
　　为了对微生物相互作用有所了解，我们需要研究简化但仍然真实的微生物种群。这曾经是哈佛大学微生物学家RachelDutton所面临的挑战。她希望寻找到一个足够又不过度复杂、本身就已经被隔离的种群进行研究。有一天，她意识到她自出生以来就在食用她的理想研究对象：奶酪。
　　
　　吃奶酪其实是在吃微生物
　　
　　手工奶酪与其说是用牛奶制作的，不如说是用细菌、真菌、以及它们的副产物制作而成的——牛奶仅仅是这些微生物的养料。每一块奶酪就如同一个微小的、资源丰沛的孤岛，在此同时放逐着一批微生物种群，“生还者”模式。Dutton现在正处在哈佛大学系统生物学中心一个五年期项目的第一年，她将与博士后研究员BenjaminWolfe合作，在实验室中重现这些孤岛社区，然后了解谁将兴旺，谁将被出卖，还有谁会被驱赶出孤岛。为完成这一任务，他们需要从一块特定的奶酪中分离出所有的微生物，在实验室中进行培养，在一系列有着细微变化的不同环境中将它们重新混合，然后观察会发生什么。
　　
　　“最终我们希望能理解使得这些微生物体共生的基因和路径。”Dutton说道。
　　
　　这将对我们的健康有重要影响，并帮助我们更全面地了解微生物是如何相互作用的。比如说，研究微生物群落最初是怎样形成的，能帮助我们理解感染是如何发生的，为什么特定的病原体突然大量繁殖，以及我们怎样才能使之停止。这样的研究同样能帮助我们用更适合的方法建立体内微生物群落，而不只是通过如今风靡的大量饮用酸奶法。
　　
　　Dutton和Wolfe在位于佛蒙特州的JasperHill农场启动了他们的项目，该农场以其全美最多样的奶酪地窖、以及从其奶酪外表皮产生的擦奶酪闻名。他们已经在Winnimere——一种以其丰富口感、强烈气味而著称的洗浸乳酪（washed-rindcheese）——上发现了15种不同的微生物。其中不乏预料之中的种类，如早先已在欧洲最美味的洗浸乳酪上发现的一种细菌。此外亦有一些新发现，包括几种先前仅在极端环境如北冰洋和挪威海峡中发现的细菌。这些微生物中，有些一直生存下来，在奶酪表皮上开出绚烂之花；而另一些则被新物种取代，如同草退林丰。
　　
　　Dutton表示奶酪的根本在于微生物群落。“我们闻到的士微生物的味道，而不是奶酪的。而我们品尝的亦是微生物。”（其实当我们食用Gorgonzola奶酪的蓝纹、Brie奶酪的绒毛、或是Limburger奶酪的橘色糊糊，我们正吞下数百万活着的微生物。）“当我们将这些生物体在实验室中（与奶酪）隔离，它们闻起来与奶酪几乎一样。我们常常闻着它们说，‘嗯，这就是Winnimere！’”事实上他们的冰箱已经变成周围实验室的痛处。“冷却器周围可不好闻，”Wolfe承认。
　　
　　而这样的味道在美国的奶酪商闻起来却带有成功的清香，他们长期寻找能够复制传统欧洲奶酪风味的方法。在我们对微生物有所了解的多个世纪前，人们就已经发明了这些传统奶酪；奶酪商仅仅知道特定工序能够制造出特定风味的奶酪。比如说，意大利干酪的生产商了解到（如果要制作干酪他们就要）在每天用于制造奶酪的牛奶中混合前一天的乳清。而最棒的奶酪得益于地理学上幸运的意外。将羊奶凝乳放在法国小镇罗克福尔（Roquefort-sur-Soulzon）附近的岩洞内，几个月后当你回到这里，你就能收获一块蓝纹杰作；当然我们现在知道这得归功于岩洞内的罗克福尔青霉菌（Penicillium）。在此之后，我们可以通过这些著名的奶酪培养（微生物群）从而在世界各地复制出它们的风味。
　　
　　微生物是奶酪成功的功臣
　　
　　虽然微生物（在奶酪产生中）扮演的角色被渐渐发掘，奶酪商却只能够识别他们奶酪中最为明显的微生物，因此源于实验室的奶酪无法完全还原传统奶酪的丰富风味，后者是由在真实而古老的欧洲奶酪岩洞内的微生物群落产生的。这是几乎没有任何美国奶酪能够达到优质欧洲奶酪的强烈风味与复杂度的原因之一。欧洲人将其归功于“地域”，即产地半神秘的独特性，但当地的微生物可能是真正的功臣。
　　
　　Dutton和Wolfe现在开始同时研究美国奶酪和传统欧洲奶酪，如Valençay、St.Nectaire、以及Stilton，他们的目标是识别出上述各种奶酪上所有的微生物。“我们希望了解不同种类奶酪商独特的微生物群落特征，”Wolfe说。如果他们能够将特定的微生物与特定的风味和纹理联系起来，Dutton和Wolfe或许能为美国的奶酪商带来福音，将欧洲神灵不为外人道的宝贵学问传授给这些美国奶酪商。“我们能够告诉奶酪商，如果加入这种白地霉（Geotrichum）菌种，你将得到更多的物种X，”Wolfe预测到，“而我们知道物种X产生花香味。你将很可能会有一个做预测的根据。在奶酪界没人能深入了解到基因层面。人们期望种瓜得瓜，但（事实上）是在碰运气，因为他们只是把原料置于一个未知的环境中。”
　　
　　来源：网易探索