陌生專業里橫沖直撞嘗試聽懂微生物語言

左袁袁

當初選擇跨專業，我就是想嘗試看看能否碰撞出不同的火花，而這個前提，是必須對新專業有全面深入的認識。

從零開始認識一個近乎全新的領域，這個過程不算輕松，在寫這篇文章的前一天，我的實驗已經經歷了近兩個月的失敗。每天早上五點起來，我便奔向實驗室，查閱文獻，向課題組的同事討教，遺憾的是大家都分析不出失敗的原因，于是，我只好借鑒文獻中他人的經驗，一次次修改實驗方案，昨天實驗終于有了結果。長時間在黑暗中穿行的人，才更能明白曙光的意義。

我慶幸自己選擇了跨專業，也享受那種在陌生領域里“橫沖直撞”的感覺，感受著新的專業知識帶來的驚喜，胡適先生有一句話特別符合我的心境：“怕什么真理無窮，進一寸有一寸的歡喜。”隨著我對微生物的了解，這樣的歡喜越來越多。

初入微生物領域，驚喜

與植物化學研究相比，微生物研究是滯后的。我們國家很早就將植物入藥，前人積累了豐富的經驗，一本本醫書古籍上，記載了種種草藥的性味歸經和功效。后人則在此基礎上，尋找其發揮某種療效的主要活性成分，將這一種或一類具有很強活性的化合物進行分離純化后，進一步做體外或者體內的活性藥理實驗。更深入的則會研究該化合物在體內是如何發揮作用的，將其研究徹底。

微生物研究起步晚，是因為在列文虎克發明顯微鏡之前，沒有人知道原來我們身邊還有很多肉眼看不到的生命，并且無處不在，種類繁多、數量龐大。后來又有了基因測序技術，微生物的DNA或者RNA的堿基排列情況就非常明了了。如今又有了相關軟件，通過分析微生物的遺傳物質堿基排列，就可以預測出微生物可能合成的化合物。

通過近半年的了解，我發現相對植物研究來說，微生物研究有著非常明顯的優勢。

植物的生長周期不會太短，周期長的有好幾年，植物才能長成并適用于科學研究，短的也得幾個月。讀碩士時我研究的植物，老師每年都得在六七月就開始購買，因為中草藥講究采收季節，某一個時節的某種植物，其體內積累的有效活性成分比較高，在這個時節采收更有利于研究。我本科研究的植物，早春還未發芽，因此別人都開始實驗的時候，我只能看文獻。和同學聊天，對方問：“你的實驗做得怎么樣了？”我只能回一句：“沒開始呢，研究對象都還沒長出來。”

微生物則不一樣，如今我經常用到的大腸桿菌，只要加入合適的培養基，在適宜的溫度下進行培養，大約半個小時就會分裂出下一代。只要將培養瓶放到搖床上搖一個晚上，第二天就能收集到很多大腸桿菌，足夠用于進一步的實驗研究。對于微生物合成的化合物，一般培養三天，所收集到的化合物就足夠用于科研分析了。

細菌固體培養基培養

待檢測樣品

細菌次級代謝產物

微生物研究的另一個明顯優勢，就是微生物的遺傳信息相對于植物或者人類來說太少了。

基因龐大帶來的好處就是某個基因的突變帶來的影響很小，甚至可能壓根就沒有影響。像金銀花，醫書中記載它有清熱解毒的作用，多年之后，我們依然能對現在栽培的金銀花進行研究，因為其發揮主要作用的成分肯定還在。

微生物就不一樣了，它們有些只有一條DNA或RNA作為遺傳物質，在這上面發生堿基的突變，可能會導致微生物合成的化合物種類發生改變，甚至可能對環境做出一系列反應。“細菌耐藥性”我們非常熟悉，科研人員在努力尋找各種抗生素，去應對各種由細菌引起的疾病，但是用過一段時間之后，會發現效果沒有一開始那么好，再進一步研究，發現原來細菌出現了耐藥性，這是因為它們的遺傳信息真的太少了，很容易就能對環境作出改變。當我們使用抗生素時，其實是在人為參與，對細菌進行了“適者生存”的選擇，那些剛好發生突變產生了耐藥性的細菌，被選擇了下來。

比對植物和微生物，我們會發現植物更穩定且保守。假設先人發現某種微生物可入藥，那么多年后，也許這種微生物已經找不到蹤跡了，也許還存在，但它們體內的遺傳信息早就發生了變化，已經不能合成早前可治療某種疾病的活性成分了。

微生物的這種快速變化是一把雙刃劍，讓我們又愛又恨。比如它會讓細菌產生我們不喜歡的耐藥性，但在有些方面，它卻讓細菌給我們帶來驚喜。有科學家專門對垃圾場中廢棄塑料袋周邊的微生物進行研究，發現有一種新的微生物，它進化出了一項新技能，它能將塑料袋作為能量來源。

目前對微生物初步的認識，讓我產生了很多新奇的甚至有些天馬行空的想法，開闊了我的研究思路，是我跨專業的初步歡喜。

讀懂微生物的語言

人類有非常成熟的語言系統，動物也會發出各種聲音用于信息的傳遞，跨專業后我才發現，其實微生物也有自己的語言。如何讀懂它們的語言，是一項挑戰，但一旦讀懂了，就會給人類帶來不可估量的益處。

我目前研究的細菌，它產生的很多化合物里，有一些叫信號分子，這是細菌用于信息傳遞和交流的物質。細菌通過釋放或者接收這些信號分子，完成它們的各項生命活動。

前幾天，我聽了一個納米物理學博士作的一個關于人體內細菌的語言的報告。日常生病了，我們總是在出現一些不舒服的癥狀之后，才會去醫院進行檢查，然后或打針或吃藥以恢復健康。但有些疾病，是有遺傳性的，我們可以進行預測。但是如今的監測手段，嚴格來說，還是相對滯后的，也就是當醫學檢測到該種疾病的時候，其實已經有點嚴重了，尤其一些來勢洶洶的癌癥，給醫生和病人的時間不多。

這個納米物理學博士在介紹自己的研究時提到，她在醫院里對一名有遺傳病史的病人進行研究，監控病人體內的化合物種類以及含量變化。經過一段時間的監測后，她發現該病人體內某種化學物質含量逐漸上升，但是醫生在做檢查的時候，沒發現病人的身體有任何異常。

又過了幾個月，被監測的化合物含量不斷升高，病人肺部出現纖維狀，而在該博士結束博士研究后不久，病人不幸去世了。該博士解釋說，體內的微生物不會閑著，它們在不停地“說話”，通過信號分子交換各種信息，它們會在合適的時機大量繁殖，“建立自己的軍隊”，并在某一時刻，對人的身體發起進攻。如果我們能發現它們用于交換信息的物質，同時能監測這些物質的含量變化，就能在微生物攻擊人體之前進行防御。當然這樣的研究還有很長的路要走，需要大量的科學家去探索。

通過查閱文獻，我了解到一些植物在受到害蟲侵襲時，會釋放化學物質作為求救信號。這些化學物質在植物體內是怎樣合成的，將來龍去脈了解清楚后，是否可以對植物表達有效成分進行調控，在分子水平的基礎上，去提高植物對有效化學成分的合成，這也是我了解了微生物相關知識之后才開始的思考。

對微生物領域的學習還在進行中，以后還會遇到各種各樣的挫折，但是對于不同領域的認知，確實能有效地拓寬我的視野，給我帶來全新的思考，期待接下來的博士課題研究會再有新的發現與驚喜。

責任編輯：徐玲玲