新的發(fā)光細(xì)菌的產(chǎn)生實(shí)際上多少源自一些“有關(guān)陰謀”的想法。幾年前，美國高級研究計(jì)劃局要求研究人員提交一些在無須電子設(shè)備的前提下編碼機(jī)密信息的方法。當(dāng)時(shí)，馬薩諸塞州梅德福市塔夫斯大學(xué)的化學(xué)家David Walt正在與之前的指導(dǎo)教師、哈佛大學(xué)的化學(xué)家George Whitesides合作。他們曾一起想出了一個辦法，向一根保險(xiǎn)絲中添加多種金屬鹽，當(dāng)被點(diǎn)亮?xí)r，保險(xiǎn)絲會發(fā)出紅外光的脈沖序列，從而編碼一個信息。這讓他們尋思用其他途徑完成相同工作的可能性。于是兩人決定嘗試其他的方法――用細(xì)菌編碼他們的秘密。
新的方案用7個大腸桿菌菌落取代了保險(xiǎn)絲，而每個菌落又被賦予了一個不同的熒光蛋白質(zhì)基因。只有當(dāng)這些基因被開啟從而使細(xì)菌合成蛋白質(zhì)時(shí)才會發(fā)出熒光。而其顏色――包括黃色、綠色和紅色――變化則取決于哪種基因得到了表達(dá)。所有這些差別都能夠被肉眼清楚地識別。憑借手中的多彩細(xì)菌菌落，研究人員隨后利用一對顏色不同的細(xì)菌創(chuàng)建了一個代碼。而7種顏色使得他們擁有了49種組合，從而能夠用來編碼26個不同的英文字母以及23個字母數(shù)字符號，例如“@”和“$”。他們用若干對有色細(xì)菌寫了幾排信息。為了“印刷”這些信息，研究人員將細(xì)菌轉(zhuǎn)移到一個瓊脂板上，后者是一種細(xì)菌的生長介質(zhì)，之后又壓上了一張硝化纖維“紙”，其目的是為了固定這些細(xì)菌。
此時(shí)此刻，硝化纖維紙中的細(xì)菌依然是看不見的。但是通過將硝化纖維紙壓入包含有化學(xué)觸發(fā)劑――能夠激活熒光蛋白的表達(dá)――的瓊脂板，信息的接收者便可以開啟關(guān)鍵的基因，并點(diǎn)亮各種顏色。（被選擇用來點(diǎn)亮的蛋白質(zhì)通常不會被細(xì)菌所使用，所以除非被研究人員激活，它們通常保持靜默。）只要接收者知道哪種顏色相當(dāng)于哪個字符，信息便被知曉了。但是Walt和他的同事還增加了一個額外的保障。他們在一些細(xì)菌中插入了對抗特定抗生素的基因；其想法是只有耐抗生素的細(xì)菌攜帶的才是真正的信息。如果這些信息落入到錯誤的手中，一旦基因被激活，接收者將會看到一片混亂的顏色而無法閱讀。但是如果接收者加入了正確的抗生素，不具抗性的細(xì)菌及其顏色便會消失，從而使真正的信息變得清晰起來。的一個例子便是在9月26日出版的美國《國家院刊》中寫著的“this is a bioencoded message from the walt lab @ tufts university 2010”。
伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校的化學(xué)家Kenneth Suslick表示：“這真是一個很酷的想法。”事實(shí)上，它與《螺旋》――由康奈爾大學(xué)物理學(xué)家Paul McEuen撰寫的一部科幻驚悚小說――的構(gòu)思是如此相似。在書中，Liam Connor―― 一位上了年紀(jì)的真菌生物學(xué)家――通過向不同真菌的DNA中插入熒光蛋白質(zhì)基因，從而解開了一個幾十年的神秘事件。雖然作為一個科幻小說迷，Walt表示想馬上讀到這本書，但他說之前并沒有聽說過它。如今借助他的發(fā)光細(xì)菌，他也可以書寫一些關(guān)于自己的傳奇了。
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發(fā)表于 2026-1-8 10:49:32
