如何培養“挑剔”的微生物？海綿或許能幫你！

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廚房用的海綿里充滿了微生物。這不只是由反復接觸食物殘渣造成的，海綿的特殊結構也是其中的原因之一。一項發表于《自然·化學生物學》(Nature Chemical Biology)的研究指出，海綿的特殊結構有助于研究人員開發培養細菌的新方法。

微生物學家面臨的最大的挑戰之一，是培養那些難以在實驗室生長的微生物。有些微生物十分挑剔，對于這些微生物究竟需要什么生長條件，科學家往往毫無頭緒。美國威斯康星大學麥迪遜分校的細菌學家特里娜·麥克馬洪（Trina McMahon，未參與這項研究）說：“就像人們試圖在動物園里繁殖大熊貓一樣。”

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通常情況下，科學家會在表面光滑、未分區的有蓋培養皿里培養細菌。不過，海綿能提供另一種用于細菌生長的環境。因為海綿內部布滿了空洞，更重要的是，這些空洞大小不一。“可以把它們想象成一些小房間和一些較大的房間，”美國杜克大學的微生物學家游凌沖（Lingchong You，這項研究的通訊作者）這樣解釋道。有一些類型的細菌的生存依賴于大量其他的細菌，因此需要足夠大的空間才能形成大群落，但也有一些需要相對獨立的生存環境，從而避免被它們的鄰居殺死。海綿中既有較大的“房間”，也有較小的“房間”，因此可以為多類細菌的生存提供相對理想的環境。

因此，雖然海綿有潛力成為細菌“農場”的想法非常符合直覺，“但是要在實際中通過實驗證實這一點，依然是一項挑戰，”游凌沖說。研究人員首先建立了類海綿材料的計算機模型，然后發現類海綿材料里不同大小的“房間”能讓許多不同的細菌菌株茁壯生長。研究人員還用人造海綿復現了這些結果。麥克馬洪說：“我們其實很難讓兩類不同的細菌在同一個環境中同時很好地生長。”不過，她也注意到，游凌沖帶領的團隊主要研究的是大腸桿菌菌株，根據這項研究的思路，在實驗室里只能培養出2類大腸桿菌菌株：要么特別互相依賴，要么非常獨立。因此，她想知道這項技術是否也能用于制造其他類型的細菌，她認為：“目前這些工程菌株的應用潛力還是非常有限的。”

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未來，游凌沖團隊計劃利用特制的海綿在實驗室培養野生型微生物。但與此同時，游凌沖建議人們對廚房海綿進行消毒，因為“它可能并不是那么干凈。”

撰文：喬安娜·湯普森（Joanna Thompson）

翻譯：黃晨

審校：王昱

引進來源：科學美國人

本文來自：中國數字科技館

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