微生物之间通过复杂的互作作用形成群体，协同发挥功能。真实环境中，微生物细胞之间如何“对话”呢？胞外囊泡（extracellular vesicles, EVs）逐渐成为细胞众多“外交信使”中的黑马，成为环境微生物学研究的前沿。EVs是生物体分泌到胞外的纳米尺寸的膜泡。磷脂双分子层膜结构赋予了EVs快递行使功能的天赋，它像日常生活中的快递包裹一样能稳定、特异、高效地携带、保护和传递货物。这些货物包括蛋白质、脂质、核酸等。然而，在真实环境介质中这些“信使”EVs存在状况如何呢？针对这一挑战性的科学问题，中国科学院城市环境研究所朱永官院士团队开展了深入研究，他们分别在Environmental Science & Technology (DOI: 10.1021/acs.est.1c08654)和国际细胞外囊泡协会会刊Journal of Extracellular Vesicles (DOI: 10.1002/jev2.12292)上发表了论文，揭开了环境胞外囊泡的冰山一角。

　　团队首先综合采用切向流过滤技术、密度梯度离心、透射电镜和纳米流式细胞术等技术手段，建立了环境样本中EVs分离、鉴定和表征平台。在这一自主创新平台上，他们进而以典型微生物生境，包括人类粪便、废水、城市土壤和室内灰尘为对象，系统性地揭示了EVs在环境中广泛存在。这些EVs具有典型的膜囊泡结构，平均粒径约为70 nm，只有头发丝直径的千分之一。EVs数量巨大，每克室内灰尘中数量甚至高达1011个颗粒，比全球人口总和还多一个数量级。EVs丰度与其来源样品中细菌丰度具有显著的相关性。

图1 环境介质中的胞外囊泡

　　该团队进而利用宏基因组测序技术追踪环境样品EVs的“发货人”，发现EVs主要来自于细菌，部分来自于真核生物和古菌。部分微生物虽然在样品中的相对丰度低，却可以产生远高于其自身相对丰度的EVs，从而可能发挥显著的作用。室内灰尘中相对高丰度的假单胞菌属EVs尤其值得关注。

图2. 水、土、灰尘、人类粪便介质中广泛存在微生物源细胞外囊泡

　　环境样品EVs包裹中携带了来自各种微生物的DNA。糖苷水解酶家族GH25基因在EVs中显著富集，研究已经发现该家族可在微生物群体之间移动，作为“公共资源”，赋予更多微生物利用糖源的能力。DNA货物中还包括定位于可移动遗传元件（MGEs）的细菌耐药基因（ARGs）等功能基因，可能是环境耐药基因传播的一种方式，而这种方式过去很少被认知。

图3. 室内灰尘中的细胞外囊泡携带耐药基因

　　上述研究让我们认识到了“外交信使”EVs在真实环境的强大覆盖范围及其包裹中的多种功能基因“外交物资”。然而这仅是EVs包裹货物的一小部分，更多货物及其在微生物群体的功能中值得深入探索，从而才能更好的揭示微生物之间、微生物与环境、宿主之间的复杂互作网络。

　　研究获得国家自然科学基金委、国家基础学科公共科学数据中心、中科院网信办和福建省科学技术厅的项目资助。

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