陌生专业里横冲直撞尝试听懂微生物语言

　　当初选择跨专业，我就是想尝试看看能否碰撞出不同的火花，而这个前提，是必须对新专业有全面深入的认识。

　　从零开始认识一个近乎全新的领域，这个过程不算轻松，在写这篇文章的前一天，我的实验已经经历了近两个月的失败。每天早上五点起来，我便奔向实验室，查阅文献，向课题组的同事讨教，遗憾的是大家都分析不出失败的原因，于是，我只好借鉴文献中他人的经验，一次次修改实验方案，昨天实验终于有了结果。长时间在黑暗中穿行的人，才更能明白曙光的意义。

　　我庆幸自己选择了跨专业，也享受那种在陌生领域里“横冲直撞”的感觉，感受着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境：“怕什么真理无穷，进一寸有一寸的欢喜。”随着我对微生物的了解，这样的欢喜越来越多。

　　初入微生物领域，惊喜

　　与植物化学研究相比，微生物研究是滞后的。我们国家很早就将植物入药，前人积累了丰富的经验，一本本医书古籍上，记载了种种草药的性味归经和功效。后人则在此基础上，寻找其发挥某种疗效的主要活性成分，将这一种或一类具有很强活性的化合物进行分离纯化后，进一步做体外或者体内的活性药理实验。更深入的则会研究该化合物在体内是如何发挥作用的，将其研究彻底。

　　微生物研究起步晚，是因为在列文虎克发明显微镜之前，没有人知道原来我们身边还有很多肉眼看不到的生命，并且无处不在，种类繁多、数量庞大。后来又有了基因测序技术，微生物的DNA或者RNA的碱基排列情况就非常明了了。如今又有了相关软件，通过分析微生物的遗传物质碱基排列，就可以预测出微生物可能合成的化合物。

　　通过近半年的了解，我发现相对植物研究来说，微生物研究有着非常明显的优势。

　　植物的生长周期不会太短，周期长的有好几年，植物才能长成并适用于科学研究，短的也得几个月。读硕士时我研究的植物，老师每年都得在六七月就开始购买，因为中草药讲究采收季节，某一个时节的某种植物，其体内积累的有效活性成分比较高，在这个时节采收更有利于研究。我本科研究的植物，早春还未发芽，因此别人都开始实验的时候，我只能看文献。和同学聊天，对方问：“你的实验做得怎么样了？”我只能回一句：“没开始呢，研究对象都还没长出来。”

　　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

　　待检测样品

　　细菌次级代谢产物

　　微生物研究的另一个明显优势，就是微生物的遗传信息相对于植物或者人类来说太少了。

　　基因庞大带来的好处就是某个基因的突变带来的影响很小，甚至可能压根就没有影响。像金银花，医书中记载它有清热解毒的作用，多年之后，我们依然能对现在栽培的金银花进行研究，因为其发挥主要作用的成分肯定还在。

　　微生物就不一样了，它们有些只有一条DNA或RNA作为遗传物质，在这上面发生碱基的突变，可能会導致微生物合成的化合物种类发生改变，甚至可能对环境做出一系列反应。“细菌耐药性”我们非常熟悉，科研人员在努力寻找各种抗生素，去应对各种由细菌引起的疾病，但是用过一段时间之后，会发现效果没有一开始那么好，再进一步研究，发现原来细菌出现了耐药性，这是因为它们的遗传信息真的太少了，很容易就能对环境作出改变。当我们使用抗生素时，其实是在人为参与，对细菌进行了“适者生存”的选择，那些刚好发生突变产生了耐药性的细菌，被选择了下来。

　　比对植物和微生物，我们会发现植物更稳定且保守。假设先人发现某种微生物可入药，那么多年后，也许这种微生物已经找不到踪迹了，也许还存在，但它们体内的遗传信息早就发生了变化，已经不能合成早前可治疗某种疾病的活性成分了。

　　微生物的这种快速变化是一把双刃剑，让我们又爱又恨。比如它会让细菌产生我们不喜欢的耐药性，但在有些方面，它却让细菌给我们带来惊喜。有科学家专门对垃圾场中废弃塑料袋周边的微生物进行研究，发现有一种新的微生物，它进化出了一项新技能，它能将塑料袋作为能量来源。

　　目前对微生物初步的认识，让我产生了很多新奇的甚至有些天马行空的想法，开阔了我的研究思路，是我跨专业的初步欢喜。

　　读懂微生物的语言

　　人类有非常成熟的语言系统，动物也会发出各种声音用于信息的传递，跨专业后我才发现，其实微生物也有自己的语言。如何读懂它们的语言，是一项挑战，但一旦读懂了，就会给人类带来不可估量的益处。

　　我目前研究的细菌，它产生的很多化合物里，有一些叫信号分子，这是细菌用于信息传递和交流的物质。细菌通过释放或者接收这些信号分子，完成它们的各项生命活动。

　　前几天，我听了一个纳米物理学博士作的一个关于人体内细菌的语言的报告。日常生病了，我们总是在出现一些不舒服的症状之后，才会去医院进行检查，然后或打针或吃药以恢复健康。但有些疾病，是有遗传性的，我们可以进行预测。但是如今的监测手段，严格来说，还是相对滞后的，也就是当医学检测到该种疾病的时候，其实已经有点严重了，尤其一些来势汹汹的癌症，给医生和病人的时间不多。

　　这个纳米物理学博士在介绍自己的研究时提到，她在医院里对一名有遗传病史的病人进行研究，监控病人体内的化合物种类以及含量变化。经过一段时间的监测后，她发现该病人体内某种化学物质含量逐渐上升，但是医生在做检查的时候，没发现病人的身体有任何异常。

　　又过了几个月，被监测的化合物含量不断升高，病人肺部出现纤维状，而在该博士结束博士研究后不久，病人不幸去世了。该博士解释说，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，它们会在合适的时机大量繁殖，“建立自己的军队”，并在某一时刻，对人的身体发起进攻。如果我们能发现它们用于交换信息的物质，同时能监测这些物质的含量变化，就能在微生物攻击人体之前进行防御。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，我了解到一些植物在受到害虫侵袭时，会释放化学物质作为求救信号。这些化学物质在植物体内是怎样合成的，将来龙去脉了解清楚后，是否可以对植物表达有效成分进行调控，在分子水平的基础上，去提高植物对有效化学成分的合成，这也是我了解了微生物相关知识之后才开始的思考。

　　对微生物领域的学习还在进行中，以后还会遇到各种各样的挫折，但是对于不同领域的认知，确实能有效地拓宽我的视野，给我带来全新的思考，期待接下来的博士课题研究会再有新的发现与惊喜。

　　责任编辑：徐玲玲

　　左袁袁