Bakterier som färdas längs "svampmotorvägar" på ostskal kan spridas snabbare och förstöra kvaliteten eller orsaka livsmedelsburna sjukdomar, men osttillverkare kan manipulera samma motorvägar för att hjälpa ost att mogna snabbare och smaka bättre, enligt ny forskning från Tufts University.

Resultaten från Benjamin Wolfe's Lab vid Tufts University, publicerad i en ny upplaga av Naturkommunikation , har konsekvenser för livsmedelssäkerhet och osttillverkning.

Motorvägar och motorvägar är infrastruktursystem utformade för att effektivt transportera människor och gods långa sträckor. Företag utnyttjar logistiksystem för att effektivisera resor över motorvägar.

Liknande, bakterier konstruerar sina egna "motorvägar" för att bära sig avstånd över vissa typer av fermenterad mat, såsom grottmognad naturliga svålostar. Oftast, detta gör att maten förstörs. Dock, precis som informationssystem utnyttjar data om trafik och rutter, svampmotorvägar kan manipuleras för att påverka mognad och smak.

Formar, eller svampar, växa på ytan av ostskal under ostlagringsprocessen. Wolfe upptäckte först svampmotorvägar på ostskal när han avslutade sitt postdoktorala arbete vid Harvard University i Rachel Duttons labb (Dutton är nu vid University of California-San Diego). Han märkte konstiga strömmar av bakterier som dyker upp nära svampkolonier på Saint-Nectaire-ost, en grottmogen fransk ost med naturligt svål.

När man tittar under ett mikroskop, bäckarna liknar motorvägar.

Bakterier som kan använda dessa svampmotorvägar för att snabbt köra över ostarna kan resa längre avstånd än bakterier som inte kan använda motorvägarna. Detta skapar en "motorvägshierarki, låter svamparna kontrollera bakteriesamhällets sammansättning på ostskal.

Leds av Yuanchen Zhang, en Tufts biologi grundexamen, teamet gjorde upptäckter som har direkta konsekvenser för ostens säkerhet och kvalitet. Vissa patogena bakterier som Listeria kan använda svampvägar på ost för att snabbt sprida sig och förstöra ostens kvalitet eller orsaka livsmedelsburna sjukdomar.

Dock, motorvägarna har fördelar. Precis som de snabbt rörliga bakterierna kan få ost att övermogna, de kan hjälpa ost att mogna snabbare. Ostmakare kan manipulera olika typer av svampvägar för att förändra de mikrobiella mognadsprocesserna.

"De flesta tidigare arbeten på svampmotorvägar kombinerade stammar av bakterier och svampar i labbet som kanske aldrig har stött på varandra i naturen, sa Wolfe, biträdande professor vid institutionen för biologi vid Tufts och studiens seniorförfattare. "Hur ofta svampmotorvägar förekom i naturligt bildade mikrobiomer och deras ekologiska betydelse var i stort sett okänd. Vårt ostskalsystem hade kraften att sätta dessa interaktioner i ett bredare ekologiskt sammanhang."

"Vi började med observationen av bakterier som sprider sig på svampar från ett definierat samhälle, osten Saint-Nectaire, ", tillade han. "Eftersom vi enkelt kan odla de flesta bakterier och svampar från ostskal och kan återskapa ostskalssamhällen i labbet, vi skulle kunna testa betydelsen av dessa parvisa interaktioner för utvecklingen av hela samhällen."

Wolfe Lab på Tufts använder fermenterad mat, som yoghurt, öl, kaffe och choklad, och andra syntetiska mikrobiella samhällen för att studera mikrobiomers evolution och ekologi. Labbet är också engagerat i utbildnings- och uppsökande initiativ för att förbättra mikrobiell läskunnighet.

Detta arbete stöddes av ett Tufts Collaborates-anslag till Wolfe Lab och forskningsprogrammet av Jeffrey Guasto, biträdande professor i maskinteknik vid Tufts School of Engineering. Som Wolfe, Guastos arbete är mycket tvärvetenskapligt. Hans forskning är motiverad av problem med människors hälsa, miljön, och mjuka material, och har olika tillämpningar.