《Unlocking Fungal Quorum Sensing: Oxylipins and Yeast Interactions Enhance Secondary Metabolism in Monascus》一文由Huiqian Liu、Mengyao Zhang、Linlin Xu、Furong Xue、Wei Chen和Chengtao Wang联合撰写，发表于Heliyon期刊。文章重点探讨了红曲霉（Monascus purpureus）和异常威克汉姆酵母（Wickerhamomyces anomalus）在共培养条件下的相互作用，特别是它们在次级代谢产物（如Monacolin K和天然色素）生成方面的协同效应。研究还揭示了在共培养环境中，氧脂素（13s-hydroxyoctadecadienoic acid，13s-HODE）作为推定的群体感应（quorum sensing）分子的重要性。
研究的主要目的是探讨红曲霉和异常威克汉姆酵母之间的共培养动力学，尤其是这些相互作用如何影响红曲霉的次级代谢产物的生成。同时，研究旨在识别和增强在共培养环境中产生的氧脂素，并探讨其作为群体感应分子的潜力，分析其对红曲霉形态和基因表达的影响。
使用的菌株包括红曲霉M1（CGMCC 3.0568）和异常威克汉姆酵母C22。红曲霉M1在马铃薯葡萄糖琼脂（PDA）培养基上进行培养，然后转接至发酵培养基中。异常威克汉姆酵母C22则在酵母提取物蛋白胨葡萄糖培养基（YPD）中培养，并以不同浓度加入到红曲霉的发酵培养基中。
色素的检测通过将发酵液与70%的乙醇混合并在60°C水浴中加热1小时后，使用分光光度计测定吸光度来进行。Monacolin K的定量分析则采用高效液相色谱（HPLC）技术。
氧脂素（13s-HODE）的定量通过高效液相色谱-质谱（HPLC-MS）进行。发酵液与色谱级乙腈混合，超声处理后，经过0.22微米膜过滤并进行HPLC-MS分析。
使用光学显微镜和扫描电子显微镜观察红曲霉菌丝和孢子的形态变化。
使用RT-qPCR技术检测红曲霉中与菌丝形态和次级代谢相关基因的转录水平。
通过酶联免疫吸附试验（ELISA）检测环腺苷酸（cAMP）、磷脂酶C（PLC）、蛋白激酶A（PKA）和蛋白激酶C（PKC）的浓度。
研究发现，共培养体系中的红曲霉红色、橙色和黄色色素的浓度在前7天显著上升，红色色素在第5天达到峰值。Monacolin K的产量在整个发酵过程中呈现上升趋势，第15天在添加酵母后达到最高，增幅为52.32%。
在中等浓度酵母的作用下，红曲霉发酵文化中的基因转录水平在前期上升，后期下降。特别是与Monacolin K合成相关的基因如MOKA、MOKB等在第15天显示出显著的表达增加。
通过HPLC-MS分析发现，在共培养体系中，氧脂素13s-HODE的浓度在发酵过程中逐渐增加，且仅在共培养样品中检测到显著水平的13s-HODE。
在单独培养的红曲霉中加入13s-HODE，发现Monacolin K的产量显著增加。特别是添加5 μM 13s-HODE的发酵液在第13天Monacolin K的浓度达到228.26 mg/L，是对照组的三倍。
显微镜和扫描电子显微镜观察发现，与对照组相比，共培养组的红曲霉菌丝分化显著增强，孢子数量增加，且结构更紧密。
研究发现，群体感应通过G蛋白耦合受体介导的cAMP信号通路对红曲霉产生显著影响。酵母的引入显著提高了cAMP、PKA和PKC的活性，表明其在细胞信号传导中的关键作用。
研究揭示了异常威克汉姆酵母与红曲霉共培养对次级代谢产物生成的显著影响，特别是通过群体感应机制增强了氧脂素的生成。氧脂素作为群体感应分子，不仅提高了色素和Monacolin K的产量，还影响了红曲霉孢子的数量和结构。
这项研究不仅深入理解了微生物间的共生相互作用和群体感应机制，还为利用异常威克汉姆酵母提高红曲霉发酵产品的生产提供了新的途径。未来的研究将重点探讨氧脂素作为信号分子的具体机制及其对红曲霉形态和代谢途径的广泛影响。
本文的研究成果为食品和制药行业提供了优化红曲霉发酵产品生产的新方法，具有重要的科学和应用价值。通过深入理解微生物间的群体感应和协同作用，可以开发出更多高效、可持续的生物技术应用。