世界泡菜研究所的研究人员从长期低温发酵的泡菜中分离出了对噬菌体具有高水平抗性的乳酸菌(LAB)菌株。他们还确定了 LAB 菌株针对噬菌体(感染细菌并在细菌内复制的病)的防御机制。

泡菜是韩国传统食品，是一种乳酸发酵的蔬菜产品。与在灭菌封闭发酵系统下生产的发酵乳制品不同，泡菜是在非灭菌开放发酵系统下通过原料中存在的各种微生物引发的自然发酵生产的。因此，多种乳酸菌都可以参与泡菜发酵，并且占优势的乳酸菌的多样性及其占优势的时期因环境而异。

为了鉴定低温长期发酵泡菜的泡菜实验室遗传性状，世界泡菜研究所的研究人员从南方各地收集了34份在-2℃至10℃低温下发酵超过6个月的泡菜样品。。在超过 88% 收集的泡菜样品中，发现一种特定的 LAB 菌株——Pediococcus inopinatus是优势种。通过全基因组测序分析，研究人员发现P. inopinatus具有非常发达的簇状规则间隔短回文重复序列(CRISPR)。CRISPR 是一种原核适应性免疫系统，由多个基因组合组成，具体取决于 LAB 菌株。

具体来说，与其他 LAB 菌株相比，P. inopinatus菌株拥有额外的 csa3 基因拷贝，该基因编码 cas 基因的转录因子。此外，由于 cas 基因的活跃表达，P. inopinatus菌株储存了更多有关噬菌体的遗传信息。因此，在第一次噬菌体感染后，P. inopinatus将更有效地预防类似噬菌体的后续感染。泡菜行业一直使用泡菜实验室作为发酵剂，生产具有更好感官品质的标准化泡菜。正如人类受到 COVID-19 病的威胁一样，这些首发者也面临着噬菌体感染的风险。因此，开发抗噬菌体的LAB菌株是必要的。此外，在本研究报告的泡菜 LAB 中，一种 LAB 菌株的基因序列不仅可以对噬菌体发挥免疫作用，还可以对抗哺乳动物病。

该研究的通讯作者、世界泡菜研究所所长 Hae Choon Chang 博士表示：“ P. inopinatus拥有独特、完善的 CRISPR 系统，可以防御多种病入侵。” 她还表示，“我们正计划研究P. inopinatus的抗病活性并分析其免疫谱，我们期望这些泡菜LAB菌株优异的抗病能力不仅可以用于食品，还可以用于制药行业。 ”

这项研究的结果发表在《食品微生物学》 2023 年 9 月号的网络版上，这是一本涉及食品微生物学各个方面的国际期刊。