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我在達頓實驗室的第一篇論文最近被eLife，一本開放獲取期刊接受審稿。 這本期刊很酷的一點是，他們鼓勵開放科學，甚至有透明的同行評審！ 這意味著當論文發表時，你可以看到論文的早期版本，以及審稿人的意見。他們也鼓勵預印本，我們已經把我們的預印本釋出到了bioRxiv（發音為“生物-檔案”）——你可以在這裡閱讀。
達頓實驗室研究在乳酪上生長的微生物，這在聚會上告訴人們是非常有趣的。但是研究乳酪的原因遠遠超出在實驗室會議上享用美味佳餚的藉口——我們正在研究微生物群落。如果你一直關注，你可能聽說過人類“微生物組”，這個由微小生物組成的聯合體覆蓋著身體的每一個表面，填滿了我們的腸道，並且似乎在從糖尿病到抑鬱症的各種疾病中起著重要作用。這是一個顯然很重要的微生物群落，但複雜的多物種微生物群落無處不在（並且處處重要），從我們農作物下的土壤，到生產我們氧氣的海洋，再到垃圾堆和生物反應器。問題是，它們很難研究。
這就是乳酪的用武之地。陳年乳酪的外表面（稱為乳酪皮）是複雜的多物種微生物群落。但至關重要的是，這種微生物群落比動物腸道或土壤中的微生物群落更容易研究。這是一個模型系統——就像大腸桿菌一直是分子生物學的模型，或者釀酒酵母是研究細胞生物學的模型一樣，乳酪上的微生物群落是研究微生物生態學原理的可處理系統。
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我的專案正在尋找我們乳酪微生物中的水平基因轉移 (HGT)。細菌是無性繁殖的——當它們繁殖時，它們會分裂成兩個或多或少相同的副本。原則上，這切斷了基因組的混合——所有基因都是“垂直”遺傳的，換句話說，直接從親代傳給後代。但在實踐中，確實發生了很多混合。無論是由於細菌病毒（噬菌體）意外地包裝了一個受害者的基因並將其拉到另一個受害者身上，還是透過結合（這是最接近細菌性行為的東西），或者其他一些機制，細菌都在不斷地相互共享它們的基因。
我們研究的大約 150 個細菌基因組之間共享的 HGT。來自 http://dx.doi.org/10.1101/079137 (CC-BY 4.0)
究竟為什麼、如何甚至多久發生一次這種情況尚不完全清楚。其中一個不清楚的原因是，在“野外”（花哨的術語是原位）很難研究像這樣的動態過程。你真正想要的是一種將群落帶入實驗室體外操作的方法，而這正是乳酪生態系統允許我們做的！
我對 HGT 也感興趣，把它作為了解這個微生物群落中什麼重要的視窗。你看，儘管乳酪微生物群落是可處理的，但我們仍然缺少許多研究它們的傳統工具。我們或許能夠令人信服地證明兩種物種之間存在相互作用，但要展示這種相互作用是什麼就有點棘手了。所以我正在採用基因組方法——使用計算分析來篩選我們細菌的所有基因，看看我是否可以識別出可以告訴我細菌認為重要的東西的模式。
一種方法是尋找在乳酪基因組中比相關物種的非乳酪基因組中更豐富的基因，但是用任何接近統計嚴謹性的方法來做這件事都需要比我們能訪問到的更多的基因組。進化可能需要很長時間，並且產生影響的小差異可能很難從噪音中提取出來。相反，我正在研究 HGT。這裡的基本原理是，雖然這些微生物的核心基因組看起來很像它們親近的非乳酪親戚，但可能有一些具有超級重要功能的基因正在以高頻率交換。找到一個全新的基因比找到一些只是稍微不同的東西要容易得多。
在下一篇文章中，我將描述我用來識別 HGT 的方法。