不一般！這種細菌細胞竟能反射聲波！
供稿 / 朱崇愷
本文選自《知識就是力量》雜誌3月刊
不知道小夥伴們是否看過，在1966年的科幻電影《神奇旅程》中，一艘潛艇被縮小並注入科學家的身體，修復了他腦中的血塊。
雖然電影只是幻想，但如今加州理工學院的研究人員正朝著這個方向邁進呢。
研究人員首次創造了能夠反射聲波的細菌細胞，這一點和潛艇反射聲吶以揭示它們位置一樣。這一結果發表在《自然》雜誌上。
下面我們就一起來看看這種細菌細胞是怎麼創造出來的吧。
依賴光線的細菌治療有缺陷
此項研究的最終目標是將治療性細菌注入患者體內。工程菌反射超聲波機器發出的聲波併產生圖像揭示微生物的位置，這類似船舶或者潛艇在另一艘船尋找它時發出聲吶一樣。獲得的照片圖像可以讓醫生知道細菌是否正確地到達身體中的目標位置及它們是否正常工作。
使用細菌作為藥物的想法並不新鮮。益生菌已被開發用於治療腸道疾病，例如腸易激綜合征。一些研究表明，細菌可用於靶向治療破壞癌細胞。但是，觀察體內的細菌細胞以及與它們交流——既要收集反映身體狀況的信息，也要讓細菌知道接下來要做什麼——之前的研究還做不到。
依賴於可見光的成像技術，例如用編碼熒光蛋白的「報告基因」標記的細胞的照片，因為光線不能穿透細菌細胞所在的腸道等深層組織，因此僅能對從身體移除的組織樣品起作用。
如同潛艇反射聲吶並揭示其位置一樣，細菌細胞也被設計成能反射聲波並顯示它們在人體內的位置
怎麼解決這個問題呢？
加州理工大學化學工程系的助理教授米哈伊爾·夏皮羅（Mikhail Shapiro）想用超聲波技術來解決這個問題，因為超聲波可以深入人體。他說，大約六年前，當他了解到某些水生菌用體內充滿氣體的蛋白質結構調節自身浮力時，他就有了一個靈感。
夏皮羅假設這些被稱為「氣泡」的結構反彈聲波的方式與其他類型的細胞不同。事實上，他和他的同事們證明氣泡可以用超聲波在小鼠的內臟或組織中成像。團隊的下一個目標是將用於製造氣泡的基因從含水細菌轉移到不同類型的細菌（比如大腸桿菌）中。他們成功了！實驗證明，工程化植入大腸桿菌的氣泡一樣可以在小鼠的內臟中超聲成像。
研究人員還說，儘管這項技術用於人類的話還需要很長時間，但應該很快就能提供給從事動物研究的科學家使用哦。
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