蜜蜂蜂巢底部的碎片可以提供城市微生物组的快照

蜜蜂蜂巢底部的碎片可以提供城市微生物组的快照与我们的内脏充满了微生物一样，城市也有小型生物组，是在环境中生长的各种类型的小生物的组合。而且，就像分析我们内脏中的微生物组可以揭示关于我们身体状况的重要细节一样，对城市的小生灵做同样的事情可以揭示关于什么样的真菌、细菌和其他小生命形式与人类城市居民一起生活的数据。虽然有可能使用人类研究人员来收集一个城市的微生物组数据，但这种实地研究可能是昂贵的，劳动密集型的，而且费时。因此，来自纽约大学、麻省理工学院、普拉特学院和威尔康奈尔医学院的研究人员决定寻求一种昆虫的帮助，这种昆虫每天都会在世界各地的城市中飞驰：蜜蜂。由于蜜蜂每天可以在离其蜂巢两英里（3公里）的范围内觅食，研究人员认为它们可以成为人类现场研究人员的优秀替身。当蜜蜂从它们在城市街道上辛勤劳作的日子回来时，它们会在蜂巢的底部沉积细小的碎屑。通过分析这些碎片，研究人员发现了一些有趣的细节。在一项使用纽约布鲁克林区三个屋顶蜂巢的试点研究中，研究人员采取了蜂巢拭子，并检查了蜂蜜、蜂体和蜂巢碎片，以找出哪一个将提供最丰富的数据来源。碎片提供了最丰富的数据集，因此下一步是分析来自世界各地蜂巢的碎片。研究小组发现，他们研究的每个城市都在蜂巢碎片中发现了不同的基因特征。例如，在悉尼，样本显示了来自橡胶降解细菌的遗传物质，而墨尔本则更绿色，大量来自桉树的遗传物质出现在蜂巢的底部。对威尼斯的蜂巢的分析显示，来自与腐木和枣树有关的真菌的DNA在碎片中占主导地位。对东京蜂巢的分析不仅发现了用于发酵酱油的酵母的DNA，而且还发现了猫立克次体的存在，这是一种从猫身上传播给人类的病原体，引起一种通常被称为猫抓热的疾病。这一发现使研究小组相信，利用蜜蜂跟踪城市环境可能有希望成为追踪人类疾病传播的一种方式，尽管他们说目前的发现过于初步，无法就此得出明确的结论。"最让我们惊讶的是，蜜蜂不仅从它们接触的植物中收集微生物信息，而且还从它们穿越的微生物云中收集与其他环境或生物有关的信息，"纽约大学的ElizabethHénaff说，她是这项研究的主要作者。"这项研究对于理解如何设计我们的建筑环境以承载多物种城市具有意义。"对蜂巢碎片的额外分析也提供了关于可能影响蜜蜂健康的微生物的信息。在一些蜂巢中，科学家们发现了几种微生物，它们的存在表明蜂巢是健康的，但在另一些蜂巢中，他们发现了表明相反情况的病原体，这表明蜜蜂碎片分析可能是衡量蜂巢状态的一个好方法。这项研究已经发表在《环境微生物组》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1352067.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1352067.htm

在高山和北极地区新发现的冷适应性微生物可在低温下消化塑料

在高山和北极地区新发现的冷适应性微生物可在低温下消化塑料科学家已经发现了几种"吃"塑料的微生物。这些细菌和真菌产生的酶可以分解塑料，但当这些酶被扩大到工业规模时，它们通常只在86°F（30°C）以上的温度下发挥作用，保持这个温度在支付成本和碳中和方面的代价可能是昂贵的。使用冷适应性微生物来生物降解塑料的潜力很少被研究。值得庆幸的是，一个瑞士科学家团队确切地知道去哪里寻找这种微生物。他们前往格陵兰岛、斯瓦尔巴群岛和瑞士的高山和北极地区，对在被丢弃或故意掩埋的塑料上发现的19种细菌和15种真菌进行采样。科学家们让这些微生物样本在实验室里作为单株培养物，在黑暗中和59°F（15°C）的温度下生长。然后对它们进行鉴定。科学家们发现，细菌菌株属于放线菌门和变形菌门，真菌属于子囊菌门和粘液菌门。研究人员对每一种菌株进行了检测，以评估其消化不可生物降解的聚乙烯（PE）和可生物降解的聚酯-聚氨酯（PUR），以及聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）和聚乳酸（PLA）这两种商业上可生物降解的混合物的能力。科学家们发现，在59°F时，超过一半（56%）的菌株--11种真菌和8种细菌消化了PUR，14种真菌和3种细菌消化了PBAT和PLA。没有一个菌种能消化聚乙烯，即使在塑料上呆了126天。最佳塑料食用者奖由Neodevriesia和Lachnellula这两个未定性的真菌物种分享，它们吞噬了除PE以外的所有塑料。科学家们发现，大多数菌株消化塑料的能力取决于所用的培养基。接下来的步骤将是确定这些微生物的最佳工作温度，并确定它们用来分解塑料的酶。该研究的共同作者之一BeatFrey说："下一个大挑战将是确定微生物菌株产生的塑料降解酶，并优化过程以获得大量的酶。此外，可能需要对酶进行进一步改造，以优化其稳定性等特性"。这项研究发表在《微生物学前沿》（FrontiersinMicrobiology）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1359359.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1359359.htm

“养臭水”爆火 如果你的孩子正在玩，请立刻停止

“养臭水”爆火如果你的孩子正在玩，请立刻停止经过一段时间后，这些物质开始腐烂，产生臭味，甚至有的还会爆炸。小学生们对这种现象非常感兴趣，甚至将其视为一种养成游戏。先说结论：别养。养臭水可不是什么好玩的事，会带来安全、健康风险，千万不要尝试，家里孩子要是养了，可以跟孩子一起看看这篇文章，一起把臭水处理掉。下面我们就从发酵的角度，跟大家讲讲养臭水为什么臭？危险在哪儿？以及正确的发酵是怎么做的。为什么臭水会“越养越臭”？养臭水主要就是靠微生物发酵，其过程中产生臭味主要是由于微生物在分解有机物质时释放出各种挥发性化合物，这些化合物往往具有强烈的气味。不同的有机物分解产生的气体不同：1、蛋白质分解当微生物分解蛋白质时，会产生氨气、硫化氢和各种胺类化合物。这些化合物通常具有强烈的腐臭味。例如，硫化氢闻起来像臭鸡蛋，而胺类化合物则有腐烂鱼类的气味。2、碳水化合物分解碳水化合物在发酵过程中被分解成短链脂肪酸、醇类和酯类，这些化合物虽然有些可能带有芳香气味，但在某些情况下也会产生令人不悦的酸味和发酵气味。3、脂肪分解微生物分解脂肪时，会产生挥发性脂肪酸，如丁酸、己酸和辛酸，这些化合物具有强烈的酸臭味。所以，第一个重点来了，臭水之所以能这么臭，就是因为放了大量的有机物。不过，养臭水仅放入大量有机物是不够的，许多发酵过程是在缺氧的环境下进行。在这种情况下，厌氧微生物（如某些细菌和酵母）会进行发酵代谢，产生臭味化合物。比如，在厌氧环境中，产甲烷细菌会产生甲烷和其他有气味的副产物。第二个重点臭水需要厌氧发酵，经常打开瓶子看看有没有发臭，会影响发酵过程。许多发酵过程是在缺氧的环境下进行（来源：作者AI生成）当然，臭水的味道也跟微生物的种类有关，不同微生物在发酵过程中会产生不同的代谢产物。例如，某些厌氧细菌会产生挥发性脂肪酸和其他有臭味的化合物，而酵母在酒精发酵过程中会产生醇类和酯类，这些产物有时也会有强烈气味。再举两个例子：臭豆腐：臭豆腐的臭味主要来源于发酵过程中产生的氨气和硫化氢。豆腐在发酵过程中，蛋白质被微生物分解，产生了这些具有强烈气味的化合物。纳豆：纳豆的臭味来自于细菌（主要是枯草芽孢杆菌）在发酵过程中分解大豆中的蛋白质，产生的多胺（如腐胺和尸胺）和氨气。为什么臭水会爆炸？在发酵过程中，微生物分解有机物质（如糖类、蛋白质、脂肪等）以获取能量和产生代谢产物。在缺氧环境中，微生物进行无氧呼吸，将有机物分解为小分子，并释放气体作为副产物。常见的一些产气的发酵如下：1、酒精发酵酵母在无氧环境下分解葡萄糖，产生酒精和二氧化碳气体。2、乳酸发酵一些乳酸菌在分解糖类时产生乳酸和二氧化碳。3、厌氧发酵一些厌氧细菌（如产甲烷菌）在发酵过程中产生甲烷和二氧化碳。4、硝酸盐还原一些细菌能够将硝酸盐还原为氮气或氧化亚氮，这些气体在发酵过程中释放出来。用瓶子发酵时爆炸的原因是由于发酵过程中微生物分解有机物产生气体（如二氧化碳和甲烷），在密封的瓶子中，这些气体无法逸出，导致内部压力不断升高。当压力超过瓶子的耐受限度时，瓶子会发生爆炸。在快速发酵和使用不耐压容器时，这种风险会非常高，这会带来直接的安全隐患。别再养臭水了，危害可不小上面讲了好多养臭水的原理，目的是给大小朋友们科普一下养臭水中的发酵原理，真的不建议大家养臭水。毕竟养臭水会有许多危害，接下来就简单举几个例子：1、呼吸道感染在养臭水的过程中，大量细菌和真菌繁殖。一旦容器发生爆炸，这些微生物会形成飞沫进入空气中。如果人吸入这些飞沫，细菌、真菌等微生物会进入呼吸道，引起感染。轻者可能导致咳嗽、喉咙痛等症状，严重者可能会诱发肺炎等严重呼吸道疾病。2、局部感染臭水如果不慎溅入眼睛，与黏膜接触，会造成局部感染。眼睛是一个敏感的部位，接触到含有大量细菌的臭水，可能引发结膜炎等眼部感染，表现为红肿、流泪、疼痛等症状，严重时还可能影响视力。3、肠道感染如果误食了臭水中的液体或固体物质，还会导致胃肠道感染。臭水中含有大量有害微生物，这些微生物进入肠道后，会破坏肠道正常菌群，导致腹痛、腹泻、呕吐等胃肠道症状，严重时可能会引发更严重的肠道疾病。4、机械伤害容器爆炸不仅会释放有害微生物，还会产生机械伤害。碎片飞溅可能造成皮肤划伤、眼球损伤等。特别是玻璃瓶爆炸时，碎片高速飞出，极易造成严重的割伤或刺伤，眼球等脆弱部位受到伤害后，可能导致视力受损甚至失明。最后，就算没人受到直接的伤害，一瓶臭水炸了，难道它不恶心人吗？真实的发酵工程是怎样的了解了自行发酵臭水的原理和危害，接下来咱们再略作展开，讲讲正规的发酵是怎么回事。千万别以为微生物发酵只能得到臭水那样的垃圾，发酵工程在我们日常生活中无处不在，许多我们熟悉和喜爱的食品和饮料都是通过发酵工艺制成的。比如，早餐中的酸奶、面包、奶酪，烹饪时常用的酱油、醋，晚餐中的泡菜，乃至聚会上的啤酒和红酒，这些都是发酵工程的成果。发酵不仅赋予这些食品独特的风味和质地，还增强了它们的营养价值和健康益处。当然，真实的发酵工程可不像做“臭水”一样的随意，发酵过程需要特定的条件，以确保微生物能够有效地生长和代谢，从而生产出高质量的发酵产品。1、合适的温度不同的微生物在不同的温度下有最佳的生长和发酵活性。通常，酵母在20~30°C之间的温度下发酵效果最好，而乳酸菌在30~40°C的温度范围内表现最佳。2、适宜的 pH 环境发酵过程中微生物对pH值有特定要求。酵母发酵通常在pH4.0-6.0的范围内，而乳酸菌更适合在pH5.0-6.5的环境中生长。通过调节培养基的pH值，可以优化发酵效率。3、氧气需求不同类型的发酵对氧气的需求不同。好氧发酵（如醋酸发酵）需要充足的氧气，而厌氧发酵（如乙醇发酵）则需要在无氧环境下进行。适当的通气和密封控制是发酵过程中的关键步骤。4、营养供给微生物需要碳源、氮源、维生素和矿物质等营养物质来维持生长和代谢。培养基中应含有足够的葡萄糖、氨基酸、维生素和无机盐等，以满足微生物的营养需求。5、防止污染发酵过程中必须保持无菌操作，防止杂菌污染。使用无菌设备、无菌培养基和严格的操作规程是防止污染的有效措施。6、适当的发酵时间不同的发酵过程需要不同的时间。过长或过短的发酵时间都会影响最终产品的质量。通过监测发酵过程中产生的气体、酸度和其他指标，可以确定最佳的发酵时间。7、均匀混合为了确保微生物能够均匀地分布在培养基中，并获得均匀的营养供给和代谢产物排出，发酵过程中通常需要进行适当的搅拌和混合。8、压力管理在一些发酵过程中，特别是厌氧发酵，控制容器内部的压力也是关键。过高的压力会抑制微生物的生长，而适当的减压可以提高发酵效率。总结中小学生对养臭水的兴趣源自多方面原因，可能包括一点恶作剧的心态，但其中也有对自然界微生物活动的好奇心、对生态系统复杂性的探究欲望以及参与实验和观察的乐趣。这种兴趣体现了孩子们天生的探索精神和学习欲望，是科学教育的良好开端。我们不应打消孩子们的好奇心，不过，我们也要借这个机会，告诫孩子们，...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1434542.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1434542.htm

微生物学家在大堡礁发现衣原体样细菌

微生物学家在大堡礁发现衣原体样细菌研究人员在大堡礁的珊瑚组织中发现了一种类似衣原体的细菌和内生单胞菌，为珊瑚微生物组及其对珊瑚礁健康的潜在影响提供了新的见解。这些发现首次描述了珊瑚中的衣原体，强调了珊瑚相关细菌与其宿主之间可能存在的营养和能量交换。这项研究由墨尔本大学与澳大利亚海洋科学研究所（汤斯维尔）和维也纳大学联合进行。研究在珊瑚组织中发现了两种细菌群，其中一种与引起衣原体的细菌（衣原体）非常相似，另一种是内生单胞菌。这项由澳大利亚研究理事会桂冠奖学金资助的研究为人们了解珊瑚礁的健康状况增添了另一层复杂性。墨尔本大学理学院首席研究员JustinMaire博士说，衣原体--一种包含哺乳动物衣原体感染病原体的细菌--以前从未在珊瑚中被描述过。Maire博士说："我们与衣原体专家AstridCollingro博士和维也纳大学的MatthiasHorn教授合作，发现这些细菌从宿主那里窃取营养和能量来生存。新型衣原体表现出与哺乳动物病原体的许多相似之处，但我们还不确定它们对珊瑚是有害还是有益。这种细菌有可能从其他珊瑚相关细菌那里获得营养和能量，对于我们这些致力于了解珊瑚生物学的人来说，生活在珊瑚组织内的细菌相互影响的可能性是相当令人激动的"。该研究的资深作者、墨尔本大学教授MadeleinevanOppen说，发现的另一种细菌Endozoicomonas已知广泛存在于珊瑚中，由于其产生B族维生素和抗菌化合物的能力，通常被认为是有益的。"我实验室的重点领域之一是为珊瑚开发细菌益生菌，帮助它们提高对气候变暖造成的热应力和存活率的抵抗力，"vanOppen教授说。"我们对珊瑚相关细菌的功能仍然知之甚少，这项新研究将帮助我们弄清益生菌是否是一种可行的解决方案，以及内生单胞菌等细菌是否最适合完成这项工作。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1370517.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1370517.htm

科学家揭示蜜蜂群落中黄曲霉菌的隐秘共生

科学家揭示蜜蜂群落中黄曲霉菌的隐秘共生黄曲霉菌对在蜂群中生存有独特的适应性。资料来源：Ling-HsiuLiao西方蜜蜂（Apismellifera）以蜜蜂"面包"的形式储存大量食物，作为蜂群的主要营养。这种营养丰富的食物尽管呈酸性且含水量低，却能吸引各种微生物。此外，蜜蜂面包上还涂有蜂胶这种抗菌物质，为微生物的生存创造了一个具有挑战性的环境。尽管蜂巢中的面包不适合蜜蜂食用，但蜂巢中的微生物群包括多种细菌和真菌，它们对蜜蜂食物的准备、储存和消化非常重要。贝伦鲍姆（IGOH/GEGC/GNDP）实验室的研究生丹尼尔-布什（DanielBush）说："大多数关于蜜蜂面包的研究都集中在细菌上，人们认为真菌并没有发挥很大的作用，因为细菌让面包对真菌来说太不友好了。在与真菌学家交谈后，我怀疑事实并非如此，于是我开始证明真菌能够成功地在蜜蜂面包中生存。"在这项研究中，研究人员使用了三种黄曲霉菌株：一种是蜂巢中没有的菌株，一种是从伊利诺伊州中部的蜂巢中分离出来的菌株，还有一种是从感染了石蒜病的蜜蜂群中分离出来的致病菌株。他们首先测试了菌株对pH值和温度的反应是否存在差异。之所以研究后者，是因为蜂巢全年的温度都高于外部环境，这对许多微生物来说都是一个挑战。虽然这些菌株都能在不同的温度范围内生长，但它们在不同的pH值条件下生长差异明显。从蜂巢中分离出来的菌株能够承受低pH值，而其他两种菌株则不能。这些菌株还在不同的日照电位（衡量可用水分的多少）和对蜂胶的反应条件下进行了测试。布什说："我们看到，来自蜂巢的菌株能够应对来自菌落特定来源的极端环境压力。有趣的是，它能够处理蜂胶，而蜂胶被认为具有杀菌特性。"为了更好地了解与蜂巢相关的真菌物种是如何适应环境的，研究人员还对黄曲霉菌株进行了测序，发现它有几种基因突变，能够耐受蜜蜂面包环境的恶劣条件。布什说："我们认为，这些迹象表明，真菌有一定程度的适应性，可以帮助它与蜜蜂共同生活。我们怀疑这两种生物之间存在某种互利关系，但我们还没有找到足够的证据。"研究人员现在希望研究这种真菌在蜜蜂生命周期中对不同成分的蜜蜂面包的作用。他们希望，他们的研究工作能够揭示，常规用于保护蜂巢的杀真菌剂将如何影响这些微生物。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1433954.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1433954.htm

揭开微生物暗物质的秘密：神秘的棒状杆菌世界

揭开微生物暗物质的秘密：神秘的棒状杆菌世界扫描电子显微照片显示，紫色的小棒状杆菌细胞生长在大得多的细胞表面。西雅图华大医学中心约瑟夫-穆格斯（JosephMougous）实验室领导的新研究揭示了它们的生命周期、基因，以及它们不同寻常的生活方式背后的一些分子机制。这些附生细菌是Southlakiaepibionticum。图片来源：YaxiWang、WaiPangChan和ScottBraswell/华盛顿大学研究人员能在实验室培养的少数几种棒状杆菌寄生在另一种更大的宿主微生物的细胞表面。一般来说，棒状杆菌缺乏制造许多生命必需分子所需的基因，如构成蛋白质的氨基酸、形成膜的脂肪酸和DNA中的核苷酸。研究人员由此推测，许多无脊椎动物依靠其他细菌生长。在最近发表于《细胞》（Cell）的一项研究中，研究人员首次揭示了不同寻常的棒状杆菌生活方式背后的分子机制。这一突破得益于对这些细菌进行基因操纵的方法的发现，这一进展为可能的新研究方向开辟了一片天地。西雅图系统生物学研究所的尼廷-S-巴利加（NitinS.Baliga）说："虽然元基因组学可以告诉我们哪些微生物生活在我们的身体上和身体内，但仅凭DNA序列并不能让我们深入了解它们的有益或有害活动，特别是对于那些以前从未被表征过的生物。"表生细菌研究员拉里-A-加拉格尔（LarryA.Gallagher）在华盛顿大学医学院微生物实验室的显微镜前。图片来源：S.BrookPeterson/华盛顿大学他补充说："从基因上扰乱棒状杆菌的能力为应用强大的系统分析透镜来快速描述强制性附生生物的独特生物学特性提供了可能性。"这项研究背后的团队由华盛顿大学医学院微生物学系约瑟夫-穆格斯（JosephMougous）实验室和霍华德-休斯医学研究所（HowardHughesMedicalInstitute）领导。它们是许多不为人知的细菌之一，其DNA序列出现在对从环境来源的物种丰富的微生物群落中发现的基因组进行的大规模遗传分析中。这种遗传物质被称为"微生物暗物质"，因为人们对其编码的功能知之甚少。《细胞》杂志的论文指出，微生物暗物质可能含有潜在生物技术应用的生化途径信息。它还为支持微生物生态系统的分子活动以及该系统中聚集的各种微生物物种的细胞生物学提供了线索。在这项最新研究中分析的棒状杆菌属于糖杆菌（Saccharibacteria）。它们生活在各种陆地和水域环境中，但以栖息在人类口腔中最为著名。至少从中石器时代开始，它们就是人类口腔微生物群的一部分，并与人类口腔健康有关。在人的口腔中，糖杆菌需要放线菌的陪伴，放线菌是它们的宿主。为了更好地了解酵母菌与宿主的关系机制，研究人员利用基因操作来确定酵母菌生长所必需的所有基因。西雅图华盛顿大学医学院微生物实验室厌氧工作站，附生细菌研究员王雅茜。图片来源：S.BrookPeterson/华盛顿大学微生物学教授穆格斯（Mougous）说："能够初步了解这些细菌所携带的不寻常基因的功能，我们感到非常兴奋。通过今后对这些基因的重点研究，我们希望能揭开糖细菌如何利用宿主细菌生长的神秘面纱"。研究中发现的可能的宿主相互作用因素包括可能帮助糖杆菌附着在宿主细胞上的细胞表面结构，以及可能用于运输营养物质的专门分泌系统。作者工作的另一项应用是生成了表达荧光蛋白的酵母菌细胞。利用这些细胞，研究人员对糖杆菌与宿主细菌一起生长的情况进行了延时显微荧光成像。穆格斯实验室的资深科学家布鲁克-彼得森（S.BrookPeterson）指出："对糖杆菌-宿主细胞培养物的延时成像揭示了这些不寻常细菌生命周期的惊人复杂性。"研究人员报告说，一些酵母菌作为母细胞，粘附在宿主细胞上，反复出芽，产生小的后代。这些小家伙继续寻找新的宿主细胞。一些后代反过来成为了母细胞，而另一些则似乎与宿主进行着无益的互动。研究人员认为，更多的遗传操作研究将为更广泛地了解他们所描述的"这些生物体所蕴含的丰富的微生物暗物质储备"的作用打开一扇大门，并有可能发现尚未想象到的生物机制。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1382839.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1382839.htm