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
上周对我来说是意义重大的一周——我告别了我的旧实验室，我在那里工作了过去 5 年。离开比我想象的要难。研究生院有时很艰难，但这是一次非常积极和有益的经历，这在很大程度上归功于实验室的人们。
话虽如此，我对我的新职位以及我即将加入的新实验室感到非常兴奋，尤其是因为我将要做的研究将与这个博客超级相关。我在一个实验室工作，该实验室研究微生物群落——生活在奶酪外皮上的多样化微生物群落！
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为什么会有人想这样做（好吧，除了奶酪美味这个显而易见的事实之外）？
微生物群落研究
大量的精力和研究资金被用于了解人类微生物群落。在你的肠道中生活着大约 100 万亿（带 T）个微生物，这意味着细菌的数量是自身细胞数量的 10 到 1 倍。更令人震惊的是，微生物基因的数量比你区区约 20,000 个基因多 100 倍。
如此丰富的遗传信息本身就很有趣，但这并不是我们投入数百万美元研究它的原因。这些肠道居民对人类健康有着深远的影响，从肥胖症和糖尿病到过敏和自身免疫性疾病，无所不包。但问题是：肠道微生物群落真的很难研究。
肠道微生物的挑战
有很多因素使得研究肠道微生物群落变得困难。首先：它非常多样化。有数千种物种，其中许多物种尚未被表征。我们甚至不知道我们自己所有基因的功能，更不用说肠道中数十万个微生物基因的功能了。其次：许多微生物不可培养，或至少不容易培养。如果我们无法在实验室中培养微生物，就很难研究它们。肠道中的许多物种在暴露于氧气时会死亡，因此需要使用完全密封大气层的“厌氧”室。
第三个，也许也是最困难的挑战是，这些微生物的自然栖息地是在动物肠道中。当然，我们有小鼠和其他模式生物来研究这些群落，但如果我们想研究特定的微生物，我们必须创造所谓的“无菌”小鼠。通常，动物在出生后立即开始被微生物定殖。为了使小鼠免受外部微生物的侵害，必须用大剂量抗生素处理它们，并在出生后立即转移到无菌气泡中。这些小鼠可以重新定殖少量微生物，但无菌小鼠非常不健康——事实证明，我们肠道中的居民对于以我们尚不完全理解的方式保持我们的健康非常重要。
奶酪作为模型
我们需要了解多样化的微生物群落如何相互作用，但在肠道中这样做很困难。为什么不转向模型系统，在那里多样化的微生物群落相互作用，但在一个更容易研究的环境中呢？我们在生物学中长期使用模型系统——我上面提到的小鼠就是模型。奶酪外皮含有多样化的微生物群落，但它们不像肠道中的微生物群落那么复杂，而且每一种微生物都可以在空气中、室温下、在简单的基质上生长。
那么我们可以从这些模型群落中学到什么呢？事实证明，很多——实验室已经有一篇相当重要的论文即将发表，尽管我不确定现在可以透露多少关于这些发现的信息（不得不对科学保密真是糟糕——但这就是我们生活的世界）。但总的来说，微生物群落最重要但研究不足的方面之一是各个细菌之间如何相互作用。并不是说人们因为懒惰而不进行调查——而是真的很难。科学家通常喜欢对问题采取还原论的方法，但是如果存在一些微生物物种依赖于彼此进行某些代谢过程呢？仅仅尝试单独培养其中一种或另一种是行不通的。如果你想在小鼠身上弄清楚这一点，你必须使用无菌小鼠（这非常昂贵），然后进行可能数千种不同物种的成对组合。世界上没有哪个实验室有那种资金（更不用说时间了）。
但是对于奶酪来说，这要容易得多！该实验室已经学会如何在微小的孔（96 孔适合约 3 x 4 英寸塑料板）中制作奶酪，因此您可以一次测试数百种条件，只需一点耐心和良好的计划。我们从奶酪中了解到的关于微生物相互作用的原理可能使我们能够设计更好的实验来调查我们肠道中的微生物群落。
还值得注意的是，全球奶酪消费量每年超过 540 万吨（在美国，我们每人每年吃掉约 30 磅奶酪）——也许值得确切地知道我们正在吃什么？
所以...
我有一个潜在的项目要开展，我正在设置它。我希望将来能够与您分享更多细节，但我肯定会分享我通过阅读一个全新领域的论文而学到的酷炫科学知识。我对这个博客的贡献即将变得更奶酪味，更微生物...学...味...或其他什么。令人高兴的是，我的项目保持了与免疫学和宿主-病原体相互作用的联系，但更多内容将在另一篇文章中介绍。敬请期待！