每种发酵食品(康普茶、酸菜或酸面包)都是活跃而独特的微生物群落的产物，微生物群落是特定环境中的微生物群落。例如，酸面团发酵剂是一种独特的酵母和细菌群落，它发酵面粉中的碳水化合物并产生二氧化碳气体，使面包面团在烘烤前膨胀。

微生物群落经常会相互碰撞，例如两个人握手时。他们可以交换微生物，同时保持其原有的完整性。然而，微生物群落可能会被意外或故意混合，从而产生新的微生物系统和功能。农业土壤及其微生物群落经常被混合和重新组合，以提高作物产量。

科学家将这些混合事件称为群落合并，但对这一过程及其结果知之甚少。

“我们对群落合并的理解很差，” 生物学助理教授Angela Oliverio说道。“我们缺乏一个理论框架来帮助预测合并过程中会发生什么，也缺乏模型系统来测试其影响。”

Oliverio 获得了 国家科学基金会的资助， 用于研究实验室构建的合成微生物群落的聚结机制。她的团队使用易于培养和复制的微生物模型系统。

国家科学基金会徽标Oliverio 表示：“我们的目标是了解微生物群在混合时如何重组。我们想看看混合事件如何影响微生物群的功能，以及具有新功能的新群落形成的频率。”

Olivero 实验室拥有一个包含 500 个全球酸面团发酵剂样品的图书馆，这些样品之前是从全球社区科学家那里收集的。她在塔夫茨大学的合作研究员开发了一个康普茶样品库。

研究人员正在研究复杂系统如何运作的基本问题。

Oliverio 表示：“我们正在培养来自这些野生样本的不同分离物，然后将它们放在一起形成合成群落，并将它们彼此融合在一起。我们将使用基因组学工具来查看基因组层面是否存在可用于预测融合将如何发生的属性。”

Oliverio 的团队计划使用 RNA 工具来了解当遇到另一个群落或微生物组时，群落的转录如何发生变化。

Oliverio 表示：“这些基因组工具可以为我们提供有关这一过程在代谢水平上如何发生的假设，因此我们可以预测哪些群落成分会成功。但我们也认为我们可以开发有用的微生物组工程工具，并有可能改善与医学和工业相关的微生物组的作。”

Oliverio 计划利用发酵食品系统的吸引力来提高公众对微生物学的兴趣。

“人们对食物有疑问，尤其是酵母发酵剂，这是一种与人沟通的好方法，也许还能激发他们对微生物学的兴趣，”她说。“每个人都想告诉我他们的酵母发酵剂，这就是谈话的起点。”

她正在开发一门计算生物学和基因组学的本科课程，使用酵母发酵剂作为学习这些主题的“魅力工具”。

“我们的想法是，学生将开始自己的酵母培养，从中分离微生物，对这些微生物进行测序，然后学习如何从自己的样本中组装和分析基因组。”