（精选）“细菌灯泡”照亮未来.docx

细菌灯泡”照亮未来 乌贼与细菌的愉快合作 夏威夷短尾乌贼是一种只有成年人半个大拇指那么大的小家伙别看它块头小，但谋生的本领却不小在所有头足类动物中，它是非常罕见的会发光的一种 要说这小家伙的谋生本领中最令人赞叹的，是它身上携带的发光器它的发光器就像是它身上的一对原始眼，也像是一对“手电筒”当夜晚来临，短尾乌贼通常会在水面捕食，而且喜欢从上往下袭击猎物在这种情况下，如果遇到月朗星稀的夜晚，它可能就会遇到麻烦，因为它处在猎物的上方，所以它们的影子很容易被猎物发现，因此很难捕获猎物有了发光器，由它射出的光就可以补偿被短尾乌贼挡住的月光，这样，它的影子自然消失了，偷袭就可以顺利进行了……凭借这一手，短尾乌贼还可以躲避其身体下面的捕食者的视线，以此来消灾避难研究表明，短尾乌贼的发光器还可以用来进行同类间的通讯联络和“谈情说爱” 短尾乌贼的发光器官虽然作用奇特，但更奇特的是，它竟然是生物合成学的一个杰作！ 研究证实，短尾乌贼并非是自己发光，而是依靠一种发光细菌而发出光芒为了获得避难所和稳定的营养来源，发光细菌寄生在短尾乌贼“小眼窝”的蜗居里，并为宿主随时展现发光能力。

两者之间的互惠关系在短尾乌贼一出生就开始出现了短尾乌贼出生后，就会立即从周围的环境中获取发光细菌它们甚至还会控制由细菌所发出的光线的亮度和方向 人类第一盏生物荧光灯泡 短尾乌贼发光器的秘密，其实就是现代生物合成学的一个成功案例受此启发，前不久，英国剑桥大学的一个研究团队想到了用这种技术来制造细菌灯泡，以此来给灯泡家族再添一个“新丁”当然这种灯泡是绝对另类的，因为它是由生命元素打造的生物灯泡！ 的确，这盏生物灯泡里面没有金属物质，也不需要耗电，里面装的是会散发荧光的大肠杆菌特别有意思的是，通过把这盏生物荧光灯泡和真正的白炽灯泡对比后发现，这种灯泡的能量利用率非常高，几乎所有的输入能量都被变成了光而相比之下，白炽灯会把90%的能量浪费在发热上面 那么，为什么要选择大肠杆菌来发出荧光呢？大肠杆菌又是如何具备发光能力的呢？其中的道理并不复杂因为生活在人和动物肠道内的大肠杆菌生命力非常强，而且对人类不会有什么危害，所以让它担当发光重任非常合适 但要赋予它发光能力，就要破解短尾乌贼发光器里发光细菌的秘密研究发现，这种细菌的发光是由一组五个基因引发的，其中两个基因组成荧光素酶，另外三个基因负责制造荧光素。

当荧光素酶与荧光素结合以后，就会发光了依据这个发现，研究团队开始了基因组移植实验，结果成功地把这控制发光的基因组整体转移到了大肠杆菌中，真正赋予了大肠杆菌发光的能力于是，人类第一盏生物荧光灯泡从此诞生了 打造“生物长明灯” 不过，新发明的这种灯泡还显得比较“嫩”――持续点亮的时间不长，这主要是因为灯泡里的大肠杆菌本身寿命有限，而且其所繁衍的下一代没有发光的本领所以，如何让这种灯泡持久放光，还需要做许多探索和突破才行 最近，美国威斯康星大学的一个研究小组就开始了研制“生物长明灯”的大胆尝试他们第一步是要研制一个特殊小罐子，有了这种小罐子，未来任何人都可以用它来组装生物灯泡这种小罐子其实就是一个密闭生态系统，里面有不同种类的微生物，其中一种微生物的排泄物是另外一种微生物的营养食品，每种微生物都必不可少――有了这样的小生物圈，这个密闭的生态系统就能“长命百岁” 当然，小罐子里的核心角色是经过基因工程改造的会发光的大肠杆菌这种细菌生活在这个小罐子里，靠着与其他微生物的相互支持，不但能“丰衣足食”，还能繁衍后代这样，它们就能反复发光和“充电”了 前面的步骤相对容易完成后，后面的步骤则完成难度很大。

因为要想让会发光的大肠杆菌持续发光，就必须让它的后代也遗传其前辈的这种本领，这样它们在小罐子里才能持续发光，从而成为“生物长明灯”当然，这是一项复杂的基因改造工程，攻克这个难题其实只是个时间问题 美国科学家指出，随着合成生物学研究的不断深入和普及，合成生物学未来不但能真正催生出实用的“生物长明灯”，还能催生出很多科学奇迹第 4 页 共 4 页。