真菌产生人类用来改善健康的代谢物。例如，它们分泌青霉素，然后将其纯化并用作人类的抗生素，从而导致许多其他抗生素的开发。然而，微生物群落中真菌代谢物的生态学尚不清楚。在一项新研究中，研究人员使用奶酪外皮证明真菌抗生素可以影响微生物组的发育方式。该研究发表在mBio上。

“我的实验室对真菌如何塑造微生物群落的多样性很感兴趣“我的实验室对真菌如何塑造它们所居住的。真菌广泛存在于许多微生物生态系统中，从土壤到我们自己的身体，但与更广泛的研究相比，我们对它们的多样性和在微生物群落中的作用知之甚少细菌，”新研究的首席研究员BenjaminWolfe博士说，他是塔夫茨大学生物学系的副教授。

他的实验室研究真菌如何与微生物群落中的其他微生物相互作用，重点是真菌与细菌的相互作用。“为了研究真菌的生态学及其与细菌的相互作用，我们使用奶酪外皮作为模型微生物生态系统来理解这些基本的生物学问题，”沃尔夫说。

奶酪外皮是在布里干酪、Taleggio奶酪和一些切达干酪等自然陈化奶酪的表面形成的微生物群落。这些奶酪表面的毛茸茸的、有时是粘性的层是随着奶酪老化而发展的微生物群落。当它们在表面生长时，它们会慢慢分解奶酪凝乳，并产生赋予每种工匠奶酪独特特性的香气和色素。

几年前，一位奶酪制造商向Wolfe提出了霉菌问题：奶酪表面的霉菌越来越多，破坏了奶酪外皮的正常发育。当霉菌侵入他们的奶酪洞穴时，外皮似乎正在消失。这次霉菌入侵为沃尔夫和他的同事们提供了一个绝佳的机会来研究真菌-细菌相互作用的生态学、遗传学和化学。

Wolfe的团队开始与威斯康星大学NancyKeller的实验室合作，试图弄清楚这种霉菌是如何影响果皮微生物群落的。他们想知道霉菌对果皮微生物做了什么，以及霉菌可能产生哪些化学物质会破坏果皮。

为了进行他们的研究，研究人员首先删除了青霉菌中的一个基因(laeA)，该基因已知可控制真菌分泌到其环境中的化学物质的表达。这些化合物被称为特化或次级代谢物。

“我们知道许多真菌可以产生抗生素代谢物，因为我们已经将它们用作人类药物，但我们对真菌抗生素在自然界中的作用知之甚少，”Wolfe博士说。

“真菌真的使用这些化合物来杀死其他微生物吗?真菌产生的这些抗生素如何影响细菌群落的发育?我们将我们的正常和我们的laeA删除的青霉菌添加到奶酪皮细菌群落中，看看删除laeA是否会引起变化细菌群落是如何发展的。”

研究人员发现，当他们删除laeA时，青霉菌的大部分抗菌活性都丧失了。这是令人兴奋的，因为它允许研究人员缩小可能负责产生抗菌化合物的真菌基因组的特定区域。他们最终能够将范围缩小到一类称为伪绿素的化合物。

这些是由一系列真菌产生的代谢物，已被证明具有有趣的生物活性，包括免疫系统调节、杀虫和细菌抑制。

该研究首次表明假菌素可以控制与真菌共存的细菌群落如何生长和发育。奶酪中青霉菌产生的假菌素具有很强的抗菌性，与其他细菌相比，它能显着抑制某些细菌(被抑制的细菌是葡萄球菌、短杆菌、短杆菌和嗜冷杆菌，它们在许多手工奶酪中都有发现)。在青霉菌产生的假菌素存在的情况下，这导致奶酪外皮微生物组的组成发生了巨大变化。

这项研究表明，真菌分泌的抗生素可以控制微生物群落的发育。由于许多真菌在一系列其他生态系统中产生相似的代谢物，从人类微生物组到土壤生态系统，研究人员预计这些真菌-细菌相互作用的机制是广泛存在的。

“我们的结果表明，工匠奶酪中的一些讨厌的霉菌可能会通过使用抗生素来破坏正常的奶酪发育，”沃尔夫说。“这些发现使我们能够与奶酪制造商合作，以确定哪些霉菌是坏霉菌，以及如何在他们的奶酪洞穴中管理它们。它还帮助我们认识到，每次我们吃手工奶酪时，我们都在消耗微生物用来竞争的代谢物并在社区中合作。”