Los investigadores del MIT están llevando su investigación microbiana del laboratorio a la cocina.

Su nuevo Proyecto Herman moderniza una larga tradición, con una red digital que rastrea la evolución de los entrantes de masa madre a medida que los comparten los panaderos caseros de todo el mundo. Mediante el crowdsourcing de información de los participantes del proyecto, los investigadores, con sede en el Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental (CEE), están investigando cómo las comunidades microbianas de los iniciadores cambian en diferentes condiciones y entornos.

Entrantes de masa madre:una mezcla de harina y agua que, a través del crecimiento de bacterias, es responsable del sabor único del pan de masa madre, que tradicionalmente se han compartido entre amigos y familiares. Los entrantes, conocido cariñosamente como "Herman, "normalmente se comparten con las instrucciones en papel para" alimentar "el iniciador de masa madre, y una carta de acompañamiento para rastrear el camino del iniciador de masa madre a medida que se transmite de persona a persona.

Gabriel Leventhal, un postdoctorado en CEE y creador de The Herman Project, Creció participando en redes de inicio. Ahora, trabajando con el profesor asistente de CEE Otto X. Cordero y los estudiantes de pregrado Sarah Weidman y Lindsey McAllister, Leventhal lanzó The Herman Project para crear un ambiente más moderno y forma en línea para rastrear la propagación de los iniciadores de masa madre y aprovechar los datos resultantes para la ciencia.

"El Proyecto Herman no solo hace ciencia ciudadana y pide a la gente que nos ayude a recopilar datos. Le estamos dando a la gente la oportunidad de participar en el proceso científico, ", Dice Leventhal." Planeamos tener comentarios con los datos que se generan a partir de las muestras [de masa madre], donde podemos compartir los datos y la composición genética de un iniciador, para que los participantes puedan ver cómo cambia el motor de arranque con el tiempo, y potencialmente también hacer pequeños experimentos en casa con sus iniciadores ".

Para ayudar a poner en marcha el proyecto, Cordero y Leventhal recibieron a dos estudiantes de primer año, Weidman y McAllister, en su laboratorio durante el Período de Actividades Independientes del MIT como parte del Mini Programa de Oportunidades de Investigación de Pregrado (UROP) de CEE. Weidman y McAllister ajustaron las instrucciones para los participantes, diseñó una plataforma en línea accesible, probó The Herman Project en su fase beta, y realizó una investigación en línea para el sitio web del Proyecto Herman.

"Mi parte principal fue trabajar en las instrucciones, y queríamos que fuera más visual y se viera lo más fácil posible, "Dice McAllister." Intentamos hacerlo muy simple y fácil de seguir. Aprendí herramientas de diseño gráfico e hice una gran rueda que luego terminamos animando para hacerla más interactiva y resaltar en qué parte de la rueda estabas. Entonces al final le dio una manera de averiguar cuáles serían nuestros próximos pasos ".

Mientras tanto, Weidman tradujo el complejo, detalles científicos de la masa madre en anuncios más comprensibles para el sitio web. "Me gustó mucho cómo pudimos tomar lo que estábamos aprendiendo y presentarlo a la comunidad, " ella dice.

El Proyecto Herman funciona dando cada muestra de "Herman, "el entrante de masa madre, un número de identificación, y el uso de una plataforma en línea para instruir a los usuarios sobre cómo alimentar a Herman. Herman necesita ser alimentado con harina y agua adicionales durante cuatro días para aclimatarse a su nuevo ambiente de cocina y dejar que la mezcla fermente. Herman está listo para ser mezclado con ingredientes para hornear y cocinado. No se usa todo el iniciador, sin embargo, y los participantes guardan un poco de Herman para usar en horneados en el futuro.

Mientras Herman se pasa entre amigos, los nuevos participantes también registran información en el sitio web del Proyecto Herman, tomando nota de su ubicación y tipo de harina utilizada durante el cultivo de su nuevo iniciador. Cada usuario agrega así datos para que los investigadores estudien y amplíen la red. Además de que los participantes registren su ubicación aproximada y las condiciones ambientales de Herman mientras se alimenta, también se les pide que compartan una muestra de Herman con el laboratorio de Cordero. Los investigadores, asistido por Weidman y McAllister, aislará los microbios y estudiará cómo las comunidades microbianas difieren en el tiempo y el medio ambiente. La red del proyecto está actualmente centralizada en el área metropolitana de Boston, a medida que los miembros del laboratorio de Cordero comienzan a compartir a Herman con sus compañeros.

"El Proyecto Herman nos permite estudiar la evolución microbiana en el contexto de las comunidades, donde múltiples especies coexisten e interactúan, "Explica Cordero." Esta es una de las fronteras en nuestro campo. Me pareció realmente elegante y emocionante que podamos aprovechar la dinámica social en torno a la masa madre para 'crowdsourcing' un experimento de evolución a través del Proyecto Herman ".

La utilización de microbios como bacterias y levaduras es esencial para la creación de masa madre y otros alimentos fermentados como el vino y la cerveza. Para masa madre, Los microbios descomponen los carbohidratos complejos en la mezcla de harina y agua y fermentan la masa durante una serie de días. Esto crea dióxido de carbono y produce burbujas de aire para ayudar a que la masa suba. El proceso también produce ácido láctico, lo que le da a la masa su sabor agrio.

Para el proyecto Herman, La combinación de la información en red sobre la propagación de diferentes iniciadores de masa madre con los datos microbianos de las muestras de masa permite a los investigadores analizar cómo cambian las comunidades microbianas a medida que se transfieren entre diferentes condiciones ambientales.

Se sabe mucho sobre cómo evolucionan los microbios individuales, pero Leventhal y Cordero están buscando utilizar el Proyecto Herman para hacer preguntas sobre si ser parte de una comunidad microbiana y cómo afecta la forma en que los microbios evolucionan en diferentes condiciones.

"Creo que The Herman Project podría ayudarnos a abordar muchas preguntas importantes, "Dice Cordero." Por ejemplo, ¿Cuál es el impacto de la diversidad a nivel de cepa (dentro de las especies) con respecto a la estabilidad y la función, ¿Existen trayectorias alternativas para la evolución? y de ser así, ¿Qué los controla? Estas son preguntas importantes que debemos abordar si queremos aprender a controlar y diseñar consorcios microbianos ".

"Las comunidades microbianas han sido utilizadas como biotecnología por las sociedades humanas durante milenios. Una diferencia clave entre el uso de microbios como herramientas de ingeniería y componentes inertes, sin embargo, es que "los microbios están 'vivos':crecen, obtienen mutaciones, y evolucionan. Necesitamos entender cómo influye esto en su función como comunidad si queremos utilizarlos de forma sostenible, "Dice Leventhal.

Bajo la dirección de Leventhal, Weidman y McAllister planean realizar análisis de los genomas de bacterias y levaduras para obtener una comprensión completa de la comunidad microbiana de cada muestra como parte de su UROP.

"El Proyecto Herman es una forma genial de tomar algo que mucha gente conoce, e investigar lo que está sucediendo realmente "Dice McAllister.