本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
我在达顿实验室的第一篇论文最近被eLife，一本开放获取期刊接受审稿。 这本期刊很酷的一点是，他们鼓励开放科学，甚至有透明的同行评审！ 这意味着当论文发表时，你可以看到论文的早期版本，以及审稿人的意见。他们也鼓励预印本，我们已经把我们的预印本发布到了bioRxiv（发音为“生物-档案”）——你可以在这里阅读。
达顿实验室研究在奶酪上生长的微生物，这在聚会上告诉人们是非常有趣的。但是研究奶酪的原因远远超出在实验室会议上享用美味佳肴的借口——我们正在研究微生物群落。如果你一直关注，你可能听说过人类“微生物组”，这个由微小生物组成的联合体覆盖着身体的每一个表面，填满了我们的肠道，并且似乎在从糖尿病到抑郁症的各种疾病中起着重要作用。这是一个显然很重要的微生物群落，但复杂的多物种微生物群落无处不在（并且处处重要），从我们农作物下的土壤，到生产我们氧气的海洋，再到垃圾堆和生物反应器。问题是，它们很难研究。
这就是奶酪的用武之地。陈年奶酪的外表面（称为奶酪皮）是复杂的多物种微生物群落。但至关重要的是，这种微生物群落比动物肠道或土壤中的微生物群落更容易研究。这是一个模型系统——就像大肠杆菌一直是分子生物学的模型，或者酿酒酵母是研究细胞生物学的模型一样，奶酪上的微生物群落是研究微生物生态学原理的可处理系统。
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我的项目正在寻找我们奶酪微生物中的水平基因转移 (HGT)。细菌是无性繁殖的——当它们繁殖时，它们会分裂成两个或多或少相同的副本。原则上，这切断了基因组的混合——所有基因都是“垂直”遗传的，换句话说，直接从亲代传给后代。但在实践中，确实发生了很多混合。无论是由于细菌病毒（噬菌体）意外地包装了一个受害者的基因并将其拉到另一个受害者身上，还是通过结合（这是最接近细菌性行为的东西），或者其他一些机制，细菌都在不断地相互共享它们的基因。
我们研究的大约 150 个细菌基因组之间共享的 HGT。来自 http://dx.doi.org/10.1101/079137 (CC-BY 4.0)
究竟为什么、如何甚至多久发生一次这种情况尚不完全清楚。其中一个不清楚的原因是，在“野外”（花哨的术语是原位）很难研究像这样的动态过程。你真正想要的是一种将群落带入实验室体外操作的方法，而这正是奶酪生态系统允许我们做的！
我对 HGT 也感兴趣，把它作为了解这个微生物群落中什么重要的窗口。你看，尽管奶酪微生物群落是可处理的，但我们仍然缺少许多研究它们的传统工具。我们或许能够令人信服地证明两种物种之间存在相互作用，但要展示这种相互作用是什么就有点棘手了。所以我正在采用基因组方法——使用计算分析来筛选我们细菌的所有基因，看看我是否可以识别出可以告诉我细菌认为重要的东西的模式。
一种方法是寻找在奶酪基因组中比相关物种的非奶酪基因组中更丰富的基因，但是用任何接近统计严谨性的方法来做这件事都需要比我们能访问到的更多的基因组。进化可能需要很长时间，并且产生影响的小差异可能很难从噪音中提取出来。相反，我正在研究 HGT。这里的基本原理是，虽然这些微生物的核心基因组看起来很像它们亲近的非奶酪亲戚，但可能有一些具有超级重要功能的基因正在以高频率交换。找到一个全新的基因比找到一些只是稍微不同的东西要容易得多。
在下一篇文章中，我将描述我用来识别 HGT 的方法。