酵母竟然可以用来检测霍乱?!看你们以后谁还

 
酵母竟然可以用来检测霍乱?!看你们以后谁还敢嘲笑单细胞生物!

​       你印象中的酵母,是不是就应该安安分分地在面包、啤酒中发光发热,为我们的伟大事业——吃,做贡献的。

       可别小瞧了酵母菌,它的功能远不止于此。经过科学家们的巧妙改造,它摇身一变成为霍乱检测器,逼格瞬间up up up 有木有!看以后谁还敢嘲笑单细胞生物!


 
Q版菌类,白色的就是酵母菌,在科学家的改造后,它们逆袭了!图片来源:《萌菌物语》截图
 
       要检测霍乱,其实就是检测引起霍乱的霍乱弧菌。它们生活在咸水中。如果它悄摸摸躲到了我们的饮用水中,将会在我们的消化系统内引起一场“血雨腥风”:严重的腹泻、呕吐将导致虚脱,若不得到及时有效的医疗救助,病情严重的将导致死亡。而且霍乱弧菌还有着很强的传染性,传播速度仿佛开了挂一样,可谓是细菌界的战斗民族了!

 
超凶的霍乱弧菌本尊。图片来源:wiki
 
       检测水中有无霍乱弧菌存在,就能有效控制疫情传播。以往,需要在培养皿中观察一两天才能检测出霍乱弧菌。显然,跟霍乱的传播速度相比,这种方法太慢了

       霍乱威力这么大,还不容易检测,太愁人了!咋办?要不放弃传统的实验室测量方法,另辟蹊径?要是有一种东西,像验孕试纸那样,能方便快捷地来检测霍乱就好了!

       是时候轮到本文的主角——酵母君出场了。哥伦比亚大学的团队开了个脑洞——如果把酵母转个基因,让它能识别霍乱弧菌就好了。于是他们真的用酵母创造出了快捷的霍乱检测器:这种转基因酵母在遇到霍乱弧菌后,会释放红色的化学物质作为指示。

       这种检测器大大缩短了检测时间。转基因酵母经干燥后做成试纸,只要3个小时就能得出检测结果,可算是能追上霍乱的传播速度了。

不仅效率高,这种检测器还会自己繁殖!如果把转基因后的酵母提供给霍乱重灾区,他们可以像种水稻一样,自己“种”出更多的霍乱检测器。比起在实验室步骤繁杂的检测,成本可是低了不少


 
种下一个酵母,收获无数个检测器。 
 
       既然酵母君是这么优秀的潜力股,那如果再改造一下,挖掘一下它的潜能呢?于是科学家们用同样的思路,成功地检测出了其他十种致病菌!

       不过真菌这么多,小小的酵母君在鉴别时,会不会把它们搞混呢?

       弄清楚它的工作机理,这个问题就明白了:一般情况下,菌只类在同类中发生信号传递。因为它们细胞上镶嵌的交配受体,能且仅能用来接收同种菌发出的信息素。同种菌的信息素和交配受体就像一套配好的锁匙一样。

       所以,酵母本来是无法接收那些菌的信息素的。但是人为改造酵母基因后,能强行让它们识别某类菌的信息素。就像给那套锁匙配了新锁一样。

       这种方法十分巧妙,但是酵母识别信息素的过程,可不像开锁那么直观。因此,科学家们还要做点小改动,让酵母识别到信息素后,自动变成红色,让人们一看就能知道它是否遇到了这类菌。

      而只要将酵母改造成适用于不同菌类的检测器,自然就不会发生混乱了。



 
一组生动的工作原理图(误)
 
作为一个吃瓜群众,看到这里,对单细胞生物肃然起敬。
 
       为了让酵母传感器更快、更敏感、更准确,并更适合普通人使用,团队们目前正和公共卫生专家、有处理霍乱疫情经验的人讨论,并改善酵母传感器的实用性。

       这是一项有创造性的工作!“基于转基因细胞的传感器有巨大潜力,可以在有限的条件下,被用来检测一系列目标物,比如细菌、病毒和毒素。”来自爱丁堡大学的合成生物学家王宝骏如是说。

       所以,你正在啃的面包、喝的啤酒里,有着无数潜在的霍乱检测器哟~


 
信息来源:https://www.theatlantic.com/science/archive/2017/07/turning-bakers-yeast-into-a-disease-sensor/534054/  theatlantic.com
(是美国大西洋月刊官方网站,第一期出版于1857年11月,是美国最受尊敬的杂志之一,一本有关文学、政治、科学与艺术的杂志。