スポンジは、微生物群集全体を強化するためにマルチレベルの分割を実装する非常に簡単な方法です」とLingchong You氏は言います。「おそらくそれが本当に汚いものである理由です。スポンジの構造は、微生物にとって完璧な家になります。

研究者によると、キッチンスポンジは、実験室のペトリ皿よりも多様な細菌群集にとって優れたインキュベーターです。

閉じ込められた残り物だけでなく、微生物の宝庫がとても幸せで生産的に群がっています。それはスポンジ自体の構造です。

「スポンジの構造は、微生物にとって完璧な家になります。」

一連の実験で、研究者はどのように多様であるかを示します 微生物種 複雑さやサイズなどの構造環境の要因に応じて、互いの個体群動態に影響を与える可能性があります。

いくつかのバクテリアは多様なコミュニティで繁殖しますが、他のバクテリアは孤独な存在を好みます。 そして、両方の種類が最高の生活を送ることを可能にする物理的環境は、最も強いレベルの生物多様性につながります。 土壌はこの種の最適な混合住宅環境を提供し、キッチンスポンジも同様です。

これらの異なる種類のバクテリアは、それぞれが異なる色に光り、研究者がその成長を追跡できるように設計されていますが、構造化された環境のおかげで互いに調和して繁殖しています。 （クレジット：Andrea Weiss、Zach Holmes、Yuanchi Ha）

微生物群集の生存者

新しい研究の結果は、汚染の浄化や商品の生産などのタスクを実行するためにバクテリアを使用する産業が構造環境を考慮に入れるべきであることを示唆している、と研究者は言います。

「バクテリアは、パンデミックを生き抜く人々のようなものです。孤立するのが難しい人もいれば、繁栄する人もいます」と、デューク大学の医用生体工学の教授であるLingchongYouは言います。

「種間に正と負の両方の相互作用がある複雑なコミュニティでは、全体的な共存を最大化する中間的な量の統合があることを実証しました。」

微生物群集は、自然界全体でさまざまな程度で混ざり合っています。 土壌は、隣人からの多くの相互作用なしに、さまざまな集団が成長するための多くの隅と隙間を提供します。 葉のてっぺんにある個々の水滴についても同じことが言えます。

しかし、人間が多くの細菌種を一緒に構造のないグープに投げ入れて、アルコールのような商品を生産するとき、 バイオ燃料、そして薬、それは通常皿または大きなバットにさえあります。 彼らの実験で、あなたと同僚は、なぜこれらの産業的努力が彼らの製造努力に構造的アプローチを取り始めるのが賢明であるかもしれないかを示します。

研究者は約80の異なる株のバーコードを付けました E. 大腸菌の 彼らが人口増加を追跡できるように。 次に、1,536つの大きなウェルからXNUMXの小さなウェルに至るまで、さまざまな潜在的な生活空間を備えた実験室の成長板上で、細菌をさまざまな組み合わせで混合しました。

大きな井戸は微生物種が自由に混ざり合う環境に近づき、小さな井戸は種が自分自身を維持できる空間を模倣しました。

「小さな部分は、生き残るために他の種との相互作用に依存している種を本当に傷つけますが、大きな部分は、これらの相互作用に苦しむメンバー（孤独）を排除しました」とあなたは言います。 「しかし、中間の分割により、微生物群集の生存者の最大の多様性が可能になりました。」

キッチンスポンジ：微生物のための居心地の良い家

その結果は、多様な細菌群集と協力している研究者が、どの構造環境が彼らの追求に最も効果的であるかをテストし始めるためのフレームワークを作成します、とあなたは言います。 彼らはまた、キッチンスポンジがなぜそんなに便利なのかを指摘しています 生息地 微生物のために。 これは、健康な土壌に見られるさまざまな程度の分離を模倣し、さまざまなサイズの共有スペースと組み合わせたさまざまな分離層を提供します。

この点を証明するために、研究者たちはまた、通常の家庭用スポンジのストリップを使って実験を行いました。 結果は、それが彼らがテストしたどの実験装置よりも微生物多様性のさらに優れたインキュベーターであることを示しました。

「結局のところ、スポンジは、微生物群集全体を強化するためにマルチレベルの分割を実装するための非常に簡単な方法です」とあなたは言います。 「たぶんそれが本当に汚いものなのです。スポンジの構造は微生物にとって完璧な家になります。」

結果が表示されます 自然化学生物学.

著者について

国立衛生研究所、国立科学財団、海軍研究局、および陸軍研究所がこの作業に資金を提供しました。

情報源： デューク大学