在世界各地充满液氮的冷冻干燥和锁定的金库中,保存着数十万种微生物培养物。在美国,这些活体图书馆包括伊利诺伊州皮奥里亚的91,000种细菌和真菌菌株,纽约州伊萨卡的13,000种真菌菌株,以及加州大学戴维斯分校的7,500种野生酵母。研究人员使用这些公开可用的培养物中的菌株,开发出了青霉素以及CRISPR基因编辑系统和PCR(聚合酶链反应)DNA扩增技术。
但是,随着政府优先事项的明显变化,以及历史上创建和保存美国许多生物资源库的联邦资金的枯竭,其基础设施正面临恶化的风险。由于用于日常管理(例如偶尔恢复菌株以维持活力,以及许可和分发菌株)的资金减少,这些收藏品的获取难度也越来越大。植物病理学家戴维·盖瑟负责管理宾夕法尼亚州立大学的20,000个镰刀菌属物种样本,这是一种普遍存在的土壤真菌,可能具有致病性。当该收藏品的前任馆长退休后,盖瑟发现为全职替代者提供的资助几乎不存在。“文化收藏品正面临一场全国性的危机,”他说。“这种情况已经持续了很长时间;最近情况变得更糟。”
维持至少部分微生物库的一种方法是提高用户费用。然而,美国为了产生收入而建立的私人收藏品,通常向研究人员收取每株250到350美元的费用,这可能会阻碍早期研究和历史上服务不足的机构。而私有化消除了公开分发菌株的义务,使得保密变得更容易。从海外采购菌株会带来法律和后勤问题,而从自然界中分离菌株或从同行那里获得菌株则存在使用非同种或突变微生物的风险,这可能会加剧研究中的可重复性问题。
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与其他一些国家不同,美国没有用于存储菌株的集中设施。也没有像挪威斯瓦尔巴群岛的巨型北极金库那样的微生物对等物,非营利组织全球作物多样性信托基金会在那里保存关键粮食作物的种子,以防自然或人为灾难。但是,堪萨斯州立大学的研究员凯文·麦克卢斯基负责管理该校的真菌遗传资源中心(一个包含25,000种丝状真菌,包括大部分突变菌株的收藏品),他说一些微生物对于农业也很重要,因为它们可以抵御病原体和真菌产生的有害化合物。“我们正在学习如何利用微生物做各种各样的事情,”他说。“我们需要这些公开可用,而不是被收费墙挡住。”为此,麦克卢斯基一直在组织一个由国家科学基金会资助的项目,称为美国培养物收藏网络,该项目旨在保护脆弱的收藏品,赞助相关研讨会和培训课程,并实施长期管理计划以保持收藏品的开放。
活体微生物收藏品的价值之一在于,它们可以用来绘制菌株随着时间推移,由于杀菌剂或抗生素的选择压力而发生的遗传变化。因此,微生物可能具有科学家尚未发现或设想的应用。麦克卢斯基说,这些收藏品是无价的;他可以复制给定菌株的完美副本,几乎就像微生物“图书管理员”免费借出某本书的唯一幸存初版的确切副本一样,同时永久安全地保存原件。麦克卢斯基说,这对于可重复性和未来的学术研究至关重要。安德鲁·卡内基曾经倡导公共图书馆,麦克卢斯基认为,现在是时候让像杰夫·贝索斯(亚马逊的亿万富翁企业家和创始人)这样的资助者投资于一个开放的公共微生物收藏网络了。“斯瓦尔巴群岛有很多种子,”麦克卢斯基说。“但我们需要一个微生物金库。”