把小细菌变成大侦探

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有的轻微变质食品你表面上看不出来，也没有异味，吃或喝的时候甚至也很难感觉到异常，但在吃下去拉肚子之后，你才知道“中招了”。于是你不得不感叹，轻微变质的食品真是太难提防了。对此，人们真的就束手无策了吗？

最近，西班牙巴伦西亚大学的一个科研小组就找到了破解这个难题的好办法，就是给一种益生菌安装上“彩色荧光灯泡”，让这位“大侦探”附着在食品包装袋子上，如果食物轻微变质了，“大侦探”就会发出异常的荧光，这就等于“报告”食物已经变质了，提示人们不能再食用了。

研究人员在大肠杆菌身上进行了实验。他们先给大肠杆菌加装了“彩色荧光灯泡”――让大肠杆菌获得了生成多种荧光蛋白质的本领，有了这种本领的大肠杆菌，身体就像萤火虫那样，会放射荧光了。这种给生物加装“彩色荧光灯泡”技术最早出现在上世纪末。当时科学家成功地通过基因重组的方法使得除水母以外的其他生物也能产生绿色荧光蛋白，并证实了绿色荧光蛋白与活体生物能够相容。后来，这种技术有活动了较大提升，不但大大增强了荧光蛋白的发光效率，还培育出了红色、蓝色、黄色荧光蛋白――“彩色荧光灯泡”由此诞生了。

接下来，研究人员为大肠杆菌的“彩色荧光灯泡”设计了基因开关。研究人员给大肠杆菌的荧光蛋白基因安装了一个微型光波阀充当基因开关。当用特定波长的光束照射这个光波阀时候，光波阀中的介质――含有能关闭荧光蛋白基因启动子的诱导分子――蛋氨酸，就会将荧光蛋白基因启动子关闭，于是荧光蛋白基因表达停止；当停止光束照射后，光波阀立即会被关闭，这时荧光蛋白基因的启动子就被打开了，于是这种基因开始表达，“彩色荧光灯泡”就亮了。

实验发现，当热度、酸性和含氧量等因素发生变化时，大肠杆菌体内的“彩色荧光灯泡”的亮度与色彩会发生相应的变化。如它们如果感觉太热了，就会发出暗红色的荧光；如果感觉温度适宜，就发出淡黄色的荧光。如果它们感觉环境酸度过浓了，会发出深蓝色的荧光；如果酸度适宜，它们会放出淡绿色的荧光……据此，研究人员就明确知道了什么样的环境不适宜大肠杆菌的存活了。有了这种技术，下一步研究人员就可以让益生菌在食品中当“侦探”，专门检测食品是否变质。一旦食品轻微变质，益生菌的生存环境就会发生变化，而这种变化一旦发生，益生菌就会立刻“体察”到，身上的“彩色荧光灯泡”就会迅速改变正常颜色，这就相当于让食品主动“招认”了轻微变质的事实，人们也可以因此一看便知。

下一步，研究人员计划让轻微变质的食品不仅能通过益生菌的荧光色彩主动“报告”，还能主动用语音向人们“报告”，具体改进思路是利用微处理器将“彩色荧光灯泡”发出的光波频率进行编码，将其转化为语音信息。如可以将益生菌发出的暗红色荧光频率定义为“我太热了”的语音信息，并借助喇叭广播出来等等。

这其实是一项“微生物生存环境状况直播技术”，也是应用前景非常好的技术。在这项技术中，科学家把细菌等微生物当成了检测微观环境状况的“大侦探”。有了这个“大侦探”，人类利用和改造微观世界就便利了许多。比如说，我们可以让“大侦探”附着在食品包装材料里，一旦里面的食物变质，微生物就会发出有声警报；在制药过程中，“大侦探”可以与工业发酵桶中的微生物混合在一起，以此监控发酵桶内的环境情况；未来还可以让它们“钻进”人体内部，通过蓝牙信号报告人的健康状况……