细菌在微波炉中勇敢地生存
F从温泉到深海岩石,细菌在最不可能生存的地方繁衍生息。现在,瓦伦西亚大学微生物学家、达尔文公司首席执行官曼努埃尔·波卡尔(ManuelPorcar)发现了另一个细菌栖息地:微波炉。达尔文公司是一家致力于微生物工业应用的公司。1研究小组在《微生物学前沿》杂志上发表的论文中首次报道了他们发现微波炉内有微生物群落。这些发现为微生物学家研究耐寒微生物以用于生物技术应用提供了一条新途径。
波卡和他在达尔文的团队探索不同的环境以寻找新的微生物,尤其是那些可以有工业应用的微生物。虽然该团队通常研究发酵食品、粪便样本和土壤,但他们热衷于探索非传统环境,例如微波炉。“它们仍然可以拥有一些有趣的微生物多样性,”波卡说。
波卡实验室的博士后研究员、这项研究的合著者阿尔巴·伊格莱西亚斯(AlbaIglesias)从家庭、共享空间、实验室和工业环境中的微波炉中采集了样本。在对拭子进行测序并在培养皿中培养细菌后,该团队发现了各种菌种。
家用微波炉内藏有大量细菌,这些细菌存在于人体皮肤和人们经常接触的其他厨房表面上,例如芽孢杆菌、微球菌和葡萄球菌。科学家还发现了一些致病细菌,如肠杆菌、克雷伯氏菌和假单胞菌。
波士顿大学研究微生物生态系统的生物物理学家潘卡杰·梅塔(PankajMehta)警告称,这项研究仍处于初步阶段,从技术角度来看,不必太担心微波炉中的病原体。这是因为考虑到细菌的测序方式,即利用其16S核糖体RNA中的信息,人们只能根据数据库粗略地将细菌归类为某个属。
“虽然这些属中存在致病菌株,但你真的必须对整个细菌进行测序才能了解致病机理,”梅塔说。他补充说,即使有了整个序列,也并不总是能轻易分辨出致病性,因为细菌的功能仍然可能不同。“你甚至可以拥有同一种细菌的两种菌株,一种菌株可能致病,而另一种菌株则不致病。几乎不可能知道某种东西是否致病,”他补充道。
虽然实验室微波炉里也藏有一些皮肤细菌,但它们也是极端微生物的家园,这些微生物已知能够承受高温和高强度辐射,就像在沙漠或太阳能电池板上发现的微生物一样。例如,研究小组发现了Deinococcus,它是现存最强大的细菌之一,能够在外太空生存,而Chloroflexi则在黄石温泉中被发现。2,3
“我们的假设是,它们适应了这样的条件,因为想象一下太阳能电池板,它就是一块没有任何保水能力的平板玻璃表面,白天会受到很大的热。有很多辐射和氧化应激,”波卡尔说。“能够承受这种条件的微生物很可能也能够承受相对类似的条件,比如实验室微波炉内的环境。”
据加拿大埃德蒙顿自由职业微生物学家、绰号“细菌专家”的杰森·特特罗(JasonTetro)称,家用微波炉中的微生物所经受的辐射水平可能与实验室中的微生物不同。“如果因加热而发生任何形式的爆发,[食物]最终会浮到表面,对吗?但微生物本身不会浮到表面,它们会形成一层含有有机物的生物膜,”特特罗解释说。“这些微生物本身不会抵抗微波能量。相反,它们在保护它们的有机基质中。”
“15-20年来,我一直在说‘清洁微波炉外部,确保消毒。你不会希望微波炉外部成为媒介。’现在看来,我们也要把微波炉内部也包括在内,”Tetro说道。
梅塔认为,这是微生物群落在极端环境中生存的又一例证——从航天飞机到核反应堆,现在还有微波炉。“了解这是因为它们生活在这些热量较少的死角,还是它们真的以某种方式适应了环境,这可能很有趣,”他补充道。
梅塔表示,这项研究为探索细菌如何不断适应新环境开辟了许多途径。“你生活在这种高辐射环境中;DNA是如何变化的?我认为,关于微生物和极端环境,以及它们似乎在任何地方生长的机制,有很多有趣的科学问题。”