如何培养“挑剔”的微生物？海绵或许能帮你！

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厨房用的海绵里充满了微生物。这不只是由反复接触食物残渣造成的，海绵的特殊结构也是其中的原因之一。一项发表于《自然·化学生物学》(Nature Chemical Biology)的研究指出，海绵的特殊结构有助于研究人员开发培养细菌的新方法。

微生物学家面临的最大的挑战之一，是培养那些难以在实验室生长的微生物。有些微生物十分挑剔，对于这些微生物究竟需要什么生长条件，科学家往往毫无头绪。美国威斯康星大学麦迪逊分校的细菌学家特里娜·麦克马洪（Trina McMahon，未参与这项研究）说：“就像人们试图在动物园里繁殖大熊猫一样。”

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通常情况下，科学家会在表面光滑、未分区的有盖培养皿里培养细菌。不过，海绵能提供另一种用于细菌生长的环境。因为海绵内部布满了空洞，更重要的是，这些空洞大小不一。“可以把它们想象成一些小房间和一些较大的房间，”美国杜克大学的微生物学家游凌冲（Lingchong You，这项研究的通讯作者）这样解释道。有一些类型的细菌的生存依赖于大量其他的细菌，因此需要足够大的空间才能形成大群落，但也有一些需要相对独立的生存环境，从而避免被它们的邻居杀死。海绵中既有较大的“房间”，也有较小的“房间”，因此可以为多类细菌的生存提供相对理想的环境。

因此，虽然海绵有潜力成为细菌“农场”的想法非常符合直觉，“但是要在实际中通过实验证实这一点，依然是一项挑战，”游凌冲说。研究人员首先建立了类海绵材料的计算机模型，然后发现类海绵材料里不同大小的“房间”能让许多不同的细菌菌株茁壮生长。研究人员还用人造海绵复现了这些结果。麦克马洪说：“我们其实很难让两类不同的细菌在同一个环境中同时很好地生长。”不过，她也注意到，游凌冲带领的团队主要研究的是大肠杆菌菌株，根据这项研究的思路，在实验室里只能培养出2类大肠杆菌菌株：要么特别互相依赖，要么非常独立。因此，她想知道这项技术是否也能用于制造其他类型的细菌，她认为：“目前这些工程菌株的应用潜力还是非常有限的。”

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未来，游凌冲团队计划利用特制的海绵在实验室培养野生型微生物。但与此同时，游凌冲建议人们对厨房海绵进行消毒，因为“它可能并不是那么干净。”

撰文：乔安娜·汤普森（Joanna Thompson）

翻译：黄晨

审校：王昱

引进来源：科学美国人

本文来自：中国数字科技馆

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