神通廣大的細菌

人類一直很討厭細菌,因為它們會引發各種疾病。但事實上,我們每個人的腸胃裡都藏著數萬億個有益細菌,它們能趕走有害細菌,合成人體需要的營養物質。現在,科學家甚至開始研究如何利用細菌幫助人類抵抗疾病、改善地球環境。

細菌吃汙水變燃料

人類避之不及的汙水卻可以成為細菌的食物,很多汙水處理廠就利用細菌來分解汙水裡的廢物。其中,地桿菌和希瓦氏菌能吃掉汙水中的營養物質,釋放電子;產甲烷菌則吸收電子,然後將二氧化碳轉化為甲烷,而甲烷可以燃燒產生熱能或電能。

能抗癌的細菌

我們知道,人體腸道里有數不清的細菌,而其中不僅有有益菌,也有一些細菌對人體既無益也無害,比如大腸桿菌,它是動物腸道中正常的寄居細菌。但美國哥倫比亞大學的研究人員發現,有些大腸桿菌可以找到癌細胞,並在其內部生長,只要稍稍改造一下它的基因,大腸桿菌就可以在找到癌細胞之後迅速產生抗體,給腫瘤造成第一波“打擊”,接著引導人體免疫細胞迅速瞄準癌細胞的位置,集中摧毀癌細胞。大腸桿菌在產生抗體之後會自我毀滅。研究人員在小鼠身上測試了這種方法,小鼠腫瘤迅速消退,生存率也大大提高了。

大腸桿菌(粉紅色)可以很容易地找到癌細胞(藍色)所在的位置。

可以吃掉溫室氣體的細菌

其實有很多細菌都能“吃掉”二氧化碳,幫我們減少溫室氣體,改善氣候變化問題。但它們有一個共同的問題:吃得慢。代謝速度快的細菌或許能吃掉更多二氧化碳,但實際上它們更喜歡吃糖類。以色列一家科研機構透過基因編輯,將大腸桿菌改造成了一種代謝速度很快,又能消耗二氧化碳的細菌。據科學家估計,改造過的大腸桿菌消耗二氧化碳的效率比普通植物光合作用的效率還高。

能吃石油的細菌

2010年,墨西哥灣爆發了石油洩漏事件,科學家在距離漏油處約9千米的一塊區域發現了一種嗜油菌,它們在此大量繁殖,會降解並吃掉油汙中的碳元素。它們的食油速度很快,能夠在極短的時間內消滅樣本中的油汙。科學家計劃將這種嗜油菌帶到石油汙染嚴重的地方,讓它們處理石油汙染。但也有科學家擔心新加入的細菌可能會與當地原有的微生物競爭,打亂本地原有的生態。

2010年5月,在發生爆炸的石油鑽井平臺附近,海面上盡是油汙。

這張顯微影象顯示了嗜油菌將石油分解成更小的圓球。(大小球之間細條狀的物體就是嗜油菌)

消滅塑膠的細菌

2016年,日本一個科學家團隊收集了一批用於製造飲料瓶和衣服的塑膠樣本,這種塑膠被稱為“PET”,有很強的抵抗生物降解的能力。但他們觀察發現,一些樣本上竟然有細菌,它們已經分解了一部分PET。更令人驚奇的是,PET汙染環境的時間只有幾十年,那這種細菌進化出塑膠分解能力的時間並不久遠。如此看來,細菌適應環境改變的能力實在是太強了,人類未來有望透過細菌解決塑膠汙染這個大問題。

PET分解酶(藍色)將PET大分子(紅白色)分解成小分子。

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