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不起眼的微生物,神奇用途令你大開眼界──《BBC 知識》

  • 文/湯姆.艾爾蘭(Tom Ireland)|皇家生物協會《生物學家》雜誌(The Biologist)編輯主任。
  • 譯/林云也|美國伊利諾理工學院食品安全與科技碩士,台灣大學農藝系學士。

提到「細菌」,食品中毒與不愉快的生病回憶也許會浮現腦海。

然而科學家發現,微生物的功用遠大於讓我們肚子痛⋯⋯。

地雷再見!細菌成為超強探測器

英國愛丁堡大學的科學家研發出無害的基因改造大腸桿菌品系,一旦接觸特定爆炸物,便會發出綠色螢光。研究人員希望能把這些細菌投擲到可能埋藏地雷的地點,取代尋找地雷的金屬探測器或偵測犬。這些基改細菌製造的蛋白質能夠結合三硝甲苯(TNT,俗稱黃色炸藥,是地雷區常見的化學物質),並「啟動」製造螢光素酶的基因;螢光素酶就是讓螢火蟲和其他細菌發光的酵素。

讓細菌找地雷,讓偵測工作更安全。圖/《BCC 知識 2017 年 7 月號》

來點細菌,身體健康

在腸道裡加入細菌可以幫助受傷的身體早日康復嗎?美國洛克斐勒大學的科學家從脊髓損傷的小鼠研究中發現,受傷會讓小鼠的腸道細菌出現變化,促使發炎細胞釋出。這個變化會啟動其他身體反應,而減弱受傷老鼠的自癒能力。但是當某些老鼠被餵食了益生菌,牠們會比未食用的小鼠還快復原。此篇論文的作者因此判斷,脊髓損傷的患者服用益生菌,能減緩腸道內部變化,幫助身體復原。

脊髓損傷的患者服用益生菌,或可幫助身體復原。圖/《BCC 知識 2017 年 7 月號》

把細菌當快遞吧!

使用磁場導航方向的細菌可能有機會作為送藥物進入腫瘤的媒介。海洋趨磁球菌(Magnetococcus marinus)體內有磁化晶體可作為導航系統,幫助它們在深海中找到方向。美國國家生醫影像與生物工程研究院(NIBIB)的科學家把這種細菌注射到罹癌小鼠體內,再製造磁場,便能把細菌引導至腫瘤部位。他們的下一步是要改造這些細菌,讓它們運送抗癌分子。

準備送貨囉!圖/giphy

想記錄什麼東西,通通存在細菌DNA裡

美國麻省理工學院的團隊研發出一種工具,能讓細菌具備「基因卡帶錄音機」功能,在自己的 DNA 中記錄下發生過的簡單活動。這些細菌透過設定,當接觸到像是光線,或某種化學物質時,會製造一段新的 DNA。科學家可藉由「讀取」這段 DNA,了解細菌經歷了什麼。他們表示,如果細菌數量龐大,就能累積成有機的「類硬碟」。

將細菌當硬碟,快存存存!圖/《BCC 知識 2017 年 7 月號》

小滅火員大功臣

美國科學家正透過細菌來防範愛達荷州與奧勒岡州的山林野火。近來,由於旱雀麥(cheatgrass)蔓生,導致這兩州的野火日益惡化;旱雀麥為入侵物種,麥桿又乾又細,乾旱時容易著火。美國地質調查局(USGS)的研究人員發現螢光假單孢菌(Pseudomonas fluorescens)能抑制旱雀麥根部拓展,防止它阻礙原生草類生長。研究人員表示,施用這種細菌的土地五年後將不見旱雀麥蹤影。

旱雀麥易助長森林大火。圖/By Carl Osbourn, CC BY 2.0, wikimedia commons

不能用愛發電?那就用細菌吧!

根據英國牛津大學的科學家表示,細菌移動產生的微量電流,未來能變成奈米機械或微型電子零件運作的動力來源。該校物理系研究團隊發現,在細菌游動的濃稠液體中置入多個小型的轉子,細菌會自動向轉子聚集,形成只有在顯微鏡下才看得見的「風車發電機」。「活體流質」內湧動的現象會驅動轉子運轉;這些微量但穩定的能源,將可為新世代的微機械、奈米機器人或智慧型手機零組件提供電力。

細菌移動產生的微量電流,未來能變成奈米機械或微型電子零件運作的動力來源。圖/By DirtyOpi @Pixabay

細菌製作生質燃料,便宜而且效率高

美國Mascoma生質燃料公司製造出新的酵母菌品系,能將 97% 的農作廢棄物轉化為酒精燃料。以往製造生質燃料的酵母菌大約只能轉化三分之二的植物硬質部位,而新酵母菌品系顯然更有效率。新品系的作用時間只要 48 小時,而其原料(玉米莖、小麥桿、甘蔗的不可食用部位)都是商業性農業的廢棄物,不僅便宜而且貨源充足。

新酵母菌製造生質燃料的效率更高。圖/《BCC 知識 2017 年 7 月號》


 

 

 

本文摘自《BBC知識國際中文版》第 71 期(2017 年 7 月號)

「空虛寂寞覺得冷會傳染嗎?」「為什麼人看到可愛的東西就想捏?」「為什麼蚊子喜歡叮穿深色衣服的人?」

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