细菌来拯救

洁癖者和强迫症患者可能现在就想停止阅读，或者至少认真考虑只带一瓶 Purell 洗手液继续阅读——因为今天，我们谈论的是细菌，这些蠕动的隐形生物密集地覆盖着地球上几乎所有可以想象到的表面，包括你自己的皮肤。无论提到它们会带来多少疑病症般的仇恨，就像“好胆固醇”等其他类似矛盾的说法一样，如果没有细菌，我们就会陷入大麻烦。没有它们，就不会存在任何高级生命；它们让我们活着，支持我们的经济，坦率地说，大多数细菌都乐于做它们的事情，与我们无关。只有相对少数的细菌让我们因为害怕生病而不断洗手。正是这种普遍性和多样性，让科学家能够将天然和改良的细菌应用于各种有益的现代技术中。

让细菌发挥作用的一种方法是，通过基因改造某些通常有害的细菌，使它们变得无害，并赋予它们新的任务。美国制药公司 Advaxis 最近宣布了一项研究，利用中和的单核细胞增生李斯特菌来对抗某些类型的癌症，这种细菌会导致人类和动物出现类似食物中毒的症状。李斯特菌非常适合这项工作，因为它倾向于感染免疫系统中一种特殊的细胞，即抗原呈递细胞 (APC)。在感染开始时，APC 会通过在其表面携带入侵者特有的某些化学标签来指挥免疫系统的其余部分攻击病原体——有点像向猎犬提供猎物气味。

利用经过改良的李斯特菌，这些细菌携带着某些癌症中发现的化学标签，人体随后利用新的弗兰肯斯坦细菌来引导免疫系统集中攻击癌症。该过程目前处于临床试验阶段，但对晚期宫颈癌患者的早期结果已显示出令人鼓舞的结果。

另一种潜在的细菌相关癌症治疗方法是更安全的放射疗法。最近的研究表明，良性沙门氏菌鞭毛（用于运动的尾状螺旋桨）中的某些蛋白质可以防止肠道细胞经历细胞凋亡过程，这是一种自然淘汰老细胞的受控细胞自杀。辐射暴露会过早地引发细胞凋亡，从而损害肠道内壁和骨髓细胞。在这项研究中，当将鞭毛蛋白喂给老鼠，然后让老鼠接受辐射时，这种分子保护了大多数健康细胞免受伤害，同时癌细胞仍然被成功瞄准。这可能导致更安全、更有效的化疗，副作用更少，甚至可以保护辐射污染地区的工人或“脏弹”袭击的潜在受害者。

随着世界继续寻找化石燃料的替代品，细菌在未来的燃料生产中也可能发挥重要作用。最近的研究表明，细菌可以帮助生产乙醇，这种植物基生物燃料目前作为可行的汽油替代品而受到最多关注。

生产乙醇目前是一项很麻烦的工作——如此麻烦以至于有几项研究表明，如果将生产过程中的排放考虑在内，那么使用乙醇代替汽油所带来的好处几乎可以抵消。纤维素乙醇是最有前途的一种乙醇，可以从几乎所有植物细胞壁中的纤维素中提取，但它可能特别棘手——高效地将纤维素分解成可用的糖甚至连人体都很难做到（比如你的粪便）。

解决这一困境的一个潜在方法是教会生物燃料植物自然分解纤维素。密歇根州立大学的科学家正在研究一种特殊的玉米品种，称为斯巴达三号，它能够做到这一点。斯巴达三号被改造成玉米自己的基因组，包括那些在牛胃中分解纤维素的细菌基因。这使得玉米分解其叶子和茎中的纤维素，产生简单的糖，这些糖可以直接发酵成燃料，而无需大量的环境和财务成本。这种方法还有助于保持玉米作为粮食作物的可行性，因为它可以从可食用玉米粒以外的植物部分生产乙醇。

不管你信不信，还有人认为细菌可以帮助在月球上制造火箭燃料。测试表明，一旦 NASA 于 2020 年开始在月球上建造基地，蓝藻或蓝绿藻就会在月球土壤中茁壮成长。只要有足够的水和阳光，细菌就可以在月球土壤中生存，并吸收阻碍其他作物生长的重钛和铁沉积物。这可能是使土壤适合某种可持续植物生长的耕种的第一步。然后，蓝藻可以被其他细菌分解成肥料，而在此过程中释放的甲烷可以用来制造火箭燃料（参见有关这项研究的论文 - PDF 链接）。甚至有人认为，吸收出来的重金属可以被收集起来，冶炼成建筑材料。现在请继续听我说：耕地可以长出庄稼（希望如此），可以长出月球奶牛，可以长出牛奶，可以长出真正的月球奶酪。我等不及了。

正如你所见，并非所有细菌都是坏的。当我们用它们做实验时，它们有时会带来惊人的发现。我个人对 100% 月球养殖乳制品的倒计时现在开始了。