스펀지는 전체 미생물 군집을 향상시키기 위해 다단계 분배를 구현하는 매우 간단한 방법입니다."라고 Lingchong You는 말합니다. "아마도 이것이 정말 더러운 이유일 것입니다. 스펀지의 구조는 미생물이 살기에 완벽한 곳입니다.

연구원들은 주방 스펀지가 실험실 페트리 접시보다 다양한 박테리아 군집을 위한 더 나은 인큐베이터라고 보고합니다.

떼를 지어 다니는 미생물의 풍요로움을 행복하고 생산적으로 만드는 것은 갇힌 찌꺼기만이 아니라 해면 자체의 구조입니다.

"해면의 구조는 미생물이 살기에 완벽한 곳입니다."

일련의 실험에서 연구자들은 얼마나 다양한 미생물 종 복잡성 및 크기와 같은 구조적 환경 요인에 따라 서로의 인구 역학에 영향을 줄 수 있습니다.

일부 박테리아는 다양한 커뮤니티에서 번성하는 반면 다른 박테리아는 고독한 존재를 선호합니다. 그리고 두 종 모두가 최상의 삶을 살 수 있는 물리적 환경은 가장 강력한 수준의 생물다양성으로 이어집니다. 토양은 이러한 종류의 최적의 혼합 주택 환경을 제공하며 주방 스펀지도 마찬가지입니다.

연구자들이 성장을 추적할 수 있도록 각기 다른 색으로 빛나도록 설계된 이 서로 다른 종의 박테리아는 구조화된 환경 덕분에 서로 조화롭게 번성하고 있습니다. (제공: Andrea Weiss, Zach Holmes, Yuanchi Ha)

미생물 공동체 생존자

새로운 연구의 결과는 오염 정화 또는 상업 제품 생산과 같은 작업을 수행하기 위해 박테리아를 사용하는 산업에서 구조적 환경을 고려해야 함을 시사한다고 연구원들은 말합니다.

Duke University의 Lingchong You 교수는 "박테리아는 전염병을 겪고 있는 사람들과 같습니다. 일부는 격리되기 어려운 반면 다른 일부는 번성합니다."라고 말했습니다.

"우리는 종 사이에 긍정적이고 부정적인 상호 작용이 모두 있는 복잡한 커뮤니티에서 전반적인 공존을 극대화할 중간 정도의 통합이 있음을 보여주었습니다."

미생물 군집은 자연 전반에 걸쳐 다양한 정도로 혼합됩니다. 토양은 다양한 인구가 이웃과의 많은 상호 작용 없이 성장할 수 있는 많은 구석과 틈새를 제공합니다. 잎 꼭대기에 있는 개별 물방울에 대해서도 마찬가지입니다.

그러나 인간이 알코올과 같은 상품을 생산하기 위해 구조가 없는 덩어리에 많은 박테리아 종을 함께 던질 때, 바이오 연료, 그리고 약물, 그것은 일반적으로 접시 또는 큰 통에 있습니다. 실험에서 You와 동료들은 이러한 산업적 노력이 제조 노력에 구조적 접근을 시작하는 것이 현명한 이유를 보여줍니다.

연구원들은 약 80종의 서로 다른 균주를 바코드로 표시했습니다. E. 대장균 인구 증가를 추적할 수 있도록. 그런 다음 그들은 1,536개의 큰 우물에서 XNUMX개의 작은 우물에 이르기까지 다양한 잠재적인 생활 공간이 있는 실험실 성장판에서 박테리아를 다양한 조합으로 혼합했습니다.

큰 우물은 미생물 종들이 자유롭게 섞일 수 있는 환경에 가깝고 작은 우물은 종들이 혼자 있을 수 있는 공간을 모방했습니다.

"작은 배분은 생존을 위해 다른 종과의 상호작용에 의존하는 종에게 정말로 피해를 주는 반면, 큰 배분은 이러한 상호작용으로 고통받는 구성원(외로운 사람)을 제거합니다."라고 You는 말합니다. "그러나 중간 분할은 미생물 군집에서 생존자의 최대 다양성을 허용했습니다."

주방 스폰지: 미생물을 위한 아늑한 집

그 결과는 다양한 박테리아 군집과 협력하는 연구자들이 자신의 추구에 가장 적합한 구조적 환경을 테스트할 수 있는 프레임워크를 생성한다고 You는 말합니다. 그들은 또한 주방용 스펀지가 그토록 유용한 이유를 지적합니다. 환경 미생물을 위해. 건강한 토양에서 발견되는 다양한 분리 수준을 모방하여 다양한 크기의 공동 공간과 결합된 다양한 분리 층을 제공합니다.

이 점을 증명하기 위해 연구원들은 일반 가정용 스펀지 조각으로도 실험을 진행했습니다. 결과는 그들이 테스트한 어떤 실험실 장비보다 미생물 다양성의 훨씬 더 나은 인큐베이터임을 보여주었습니다.

"결과적으로 스폰지는 전체 미생물 군집을 향상시키기 위해 다단계 분할을 구현하는 매우 간단한 방법입니다."라고 You는 말합니다. "아마도 그것이 정말로 더러운 이유일 것입니다. 스펀지의 구조는 미생물이 살기에 완벽한 곳입니다."

결과는 자연 화학 생물학.

저자에 관하여

국립보건원(National Institutes of Health), 국립과학재단(National Science Foundation), 해군 연구실(Office of Naval Research), 육군 연구실(Army Research Office)이 자금을 지원했습니다.

출처: 듀크 대학