陌生专业里横冲直撞尝试听懂微生物语言

左媛媛

当初选择跨专业，只是想尝试一下，看能不能擦出不一样的火花，而这个前提是我必须对新专业有全面深入的了解。

从零开始认识一个新领域，不是一个容易的过程。在写这篇文章的前一天，我的实验已经失败了近两个月。每天早上五点，我就赶到实验室，查阅文献，向课题组的同事请教。可惜大家都分析不出失败的原因，我只好借鉴文献中别人的经验，一次次修改实验方案。昨天，实验终于有了结果。长期在黑暗中行走的人，更能体会黎明的意义。

很庆幸自己选择了跨专业，也很享受在不熟悉的领域“横冲直撞”的感觉，感受新的专业知识带来的惊喜。胡适先生有一句话特别符合我的心思:“若畏无限真理，则每寸皆乐。”以我对微生物的了解，这样的欢乐越来越多。微生物学领域的第一次，惊喜

与植物化学研究相比，微生物研究相对滞后。我国早就用植物入药，前人积累了丰富的经验。医书古籍一一记载了各种草药的归经和功效。在此基础上，后人会寻找发挥某种治疗作用的主要活性成分，分离纯化出这一种或一类活性较强的化合物后，再做进一步的体外或体内活性药理实验。将对该化合物在体内如何起作用进行更深入的研究，并将对其进行彻底的研究。

微生物学研究起步较晚，因为在列文虎克发明显微镜之前，没有人知道我们身边有很多看不见的生命，它们无处不在，种类繁多，数量庞大。后来有了基因测序技术，微生物DNA或RNA的碱基排列就非常清楚了。现在有了相关的软件，通过分析微生物遗传物质的碱基排列，可以预测微生物可能合成的化合物。

经过近半年的了解，我发现微生物研究比植物研究优势明显。

植物的生长周期不会太短。长周期需要几年植物才能长大适合科研，短周期需要几个月。我读硕士的时候，老师每年六七月份就要开始买植物了，因为中草药讲究收获季节。某一季节的某一种植物，其体内的活性成分较高，在这个季节采收更有利于研究。我本科学的植物早春还没发芽，只能在别人开始实验的时候看文献。和一个同学聊天，对方问:“你的实验怎么样了？”我只能回复:“还没开始，研究对象还没长出来。”

微生物则不一样，如今我经常用到的大肠杆菌，只要加入合适的培养基，在适宜的温度下进行培养，大约半个小时就会分裂出下一代。只要将培养瓶放到摇床上摇一个晚上，第二天就能收集到很多大肠杆菌，足够用于进一步的实验研究。对于微生物合成的化合物，一般培养三天，所收集到的化合物就足够用于科研分析了。

细菌固体培养基培养微生物不一样。我现在经常用的大肠杆菌，只要加入合适的培养基，在合适的温度下培养，半个小时左右就会分裂成下一代。只要将培养瓶放在摇床上一个晚上，第二天就可以收集到大量的大肠杆菌，足够进一步的实验研究。对于微生物合成的化合物，经过三天的培养，收集到的化合物足够进行科学研究和分析。细菌的固体培养基培养

待检测样品待检测样品

细菌次级代谢产物细菌的次级代谢产物

微生物研究的另一个明显优势是，微生物的遗传信息与植物或人类相比太少。

基因大小的优势在于一个基因的突变影响很小或者根本没有影响。和金银花一样，医书上记载有清热解毒的作用。多年以后，我们仍然可以研究栽培的金银花，因为它的主要成分还在。

微生物不一样。它们有的只有一段DNA或RNA作为遗传物质，其上碱基的突变可能导致微生物合成的化合物发生变化，甚至可能对环境做出一系列反应。我们非常熟悉“细菌耐药性”。研究人员正在努力寻找各种抗生素来对付各种由细菌引起的疾病。但是，使用一段时间后，他们会发现效果不如当初。经进一步研究发现，原菌具有耐药性。这是因为它们的遗传信息真的太少了，很容易对环境做出改变。当我们使用抗生素时，我们实际上是在参与细菌的“适者生存”选择。那些发生突变并产生抗药性的细菌被选中。

与植物和微生物相比，我们可以发现植物更加稳定和保守。假设我们的祖先发现了某种微生物可以入药，那么多年以后，也许这种微生物已经找不到它的踪迹了，也许它还存在，但是它们体内的遗传信息早就发生了变化，它们无法更早的合成出可以治疗某些疾病的活性成分。

微生物的这种快速变化是一把双刃剑，我们又爱又恨。例如，它可以使细菌产生我们不喜欢的耐药性，但在某些方面，它可以让我们感到惊讶。有科学家对垃圾场废弃塑料袋周围的微生物进行了研究，发现有一种新的微生物，进化出了一种新技能，可以利用塑料袋作为能源。

目前微生物的初步知识给了我很多新奇甚至有些狂野的想法，拓宽了我的研究思路，是我跨学科的最初喜悦。阅读微生物的语言

人类有非常成熟的语言系统，动物为了传递信息也会发出各种声音。跨学科后我发现，其实微生物也有自己的语言。如何理解他们的语言是一个挑战，但一旦理解，将给人类带来不可估量的好处。

目前我研究的细菌会产生很多化合物，其中一部分叫做信号分子，是细菌用来进行信息传递和交流的物质。细菌通过释放或接收这些信号分子来完成它们的生命活动。

前几天听了一个纳米物理博士关于人体内细菌的语言的讲座。我们每天生病的时候，总会在出现一些不舒服的症状之后去医院检查，然后打针或者吃药就可以恢复了。但是有些疾病是遗传的，我们可以做预测。但是现在的监测手段，严格来说还是比较滞后的，就是医学检测到这个病的时候，其实有点严重，尤其是一些来势汹汹的癌症，给医生和患者的时间很少。

纳米物理学博士在介绍自己的研究时提到，她在医院研究了一位有遗传病史的患者，监测了患者体内化合物的种类和含量。经过一段时间的监测，她发现患者体内某种化学物质的含量逐渐升高，但医生在检查时并未发现患者体内有任何异常。

几个月后，监测到的化合物含量不断上升，患者的肺部出现纤维状。医生完成博士研究后不久，病人不幸去世。医生解释说，体内的微生物不会闲着，它们在不停地“说话”，通过信号分子交换各种信息。它们会在适当的时候繁殖，“建立自己的军队”，在某个时候，攻击人体。如果我们能找到它们用来交换信息的物质，同时监测这些物质的含量变化，我们就能在微生物攻击人体之前保护自己。当然，这样的研究还有很长的路要走，需要大量的科学家去探索。

通过查阅文献，我知道有些植物在受到害虫侵害时会释放化学物质作为求救信号。这些化学物质是如何在植物中合成的？了解清楚脉络后，是否可以调控植物中有效成分的表达？在分子水平的基础上，我们可以提高植物中有效化学成分的合成。这也是我了解了微生物之后才想到的。

微生物学的研究还在进行中，以后还会有各种挫折。但对不同领域的认知，确实能开阔我的视野，带给我新的思考。期待下一届博士研究大会有新的发现和惊喜。

编辑:徐玲玲