Science：大腸桿菌或將退出歷史舞台？某繁殖最快細菌將取代之

6月初，「從零開始合成整個人類基因組」的人類基因組編寫計劃(HGP-write)正式公開。這一龐大工程旨在從化學成分合成人類和其它物種的整個基因組，並讓他們在活細胞中獲得功能，主要團隊負責人包括由紐約大學的合成生物學家Jef Boeke，哈佛醫學院的遺傳學教授George Church，Autodesk公司的未來學家Andrew Hessel。

項目一出爭議四起，圍繞它的技術限制、倫理擔憂、安全顧慮都是科學家們考量的問題。作為項目主要負責人，George Church強調，合成基因組不會被作為克隆人或者優生的工具。（詳細）

6月12日，Church又再出新招，這次的對象是微生物界。他和他的研究團隊試圖以一種繁殖最快的細菌能取締生物研究中的「頭牌軍」——大腸桿菌（Escherichia coli）。相關研究成果在線發表於《bioRxiv》期刊。

他們認為，科學研究不應該把時間浪費在等待大腸桿菌生長、繁殖的周期里。他們篩選出一種繁殖速率快出一倍的細菌——需鈉弧菌（Vibrio natriegens），有望能夠取代大腸桿菌成為新一代研究模型。

131年的大腸桿菌 PK 繁殖速度快出一倍的需鈉弧菌

文章作者之一、哈佛大學遺傳學家Henry Lee 表示：「我們使用大腸桿菌只是因為我們了解它。」

距離大腸桿菌首次被發現已經過去131年。百年間它已經成為微生物研究、基因功能驗證等生命科學最常用的細菌，這主要得益於它易於培養且安全，繁殖速度較快，遺傳背景清楚，技術操作簡單等先天優勢。目前大腸桿菌是應用最廣泛，最成功的表達體系，常做高效表達的首選體系。

Lee在基因組研究的學術生涯中，常常因為等待細菌繁殖而沮喪。這種時間焦慮感促使他開始尋找一種更好的細菌模型。最終，研究團隊發現了需鈉弧菌，一種能夠在最適宜環境下10分鐘完成一倍擴增的細菌（大腸桿菌需要20分鐘）。

需鈉弧菌與霍亂弧菌（Vibrio cholerae，引發霍亂的病原體）隸屬同一個類別。然而，並沒有證據表明，需鈉弧菌對人體有害。研究發現，它並不易受病毒感染，不會像其他弧菌一樣分泌霍亂毒素。

Lee帶領團隊對需鈉弧菌進行了首次全基因組測序，並探索了其生長所需的最適宜環境。此外，他們還開發了一套適用於需鈉弧菌的CRISPR基因編輯系統。Lee 表示：「我們需要工具使其能成為能夠取代大腸桿菌、且隨手可得的優勢菌。」

大腸桿菌是否會就此退出歷史舞台？

這一最新研究是否會革新傳統的生物研究？沒有人能給出答案，至少目前是。

一直以大腸桿菌作為合成生物學和基因組研究模型的哥倫比亞大學生物學家Harris Wang表示，仍然需要進一步研究以確保需鈉弧菌的安全性，包括其在實驗室繼代培養中遺傳物質是否能夠保持穩定，以及在多鹽環境培養下的需鈉弧菌是否會影響DNA的提取和純化。Wang強調，如果這些不確定因素在未來都得到了驗證和解決，那麼它將帶來不一樣的科研體驗。

密歇根大學生物學家Richard Lenski 曾繪製過大腸桿菌超28年間的進化史。雖然他不確定是否確實有很多研究或者應用受到大腸桿菌繁殖周期的限制，也不知道將有多少科學家會真正受益於需鈉弧菌的快速繁殖能力，但是他認為，繼續加深對這一特殊細菌的了解很有意義。他相信，時間會告訴我們答案。

請您繼續閱讀更多來自 生物探索 的精彩文章:

※最完整多肉扦插繁殖秘籍，如何「砍頭」 so easy！
※Science：新技术使不育小鼠繁殖出健康可育后代
※Science：新技術使不育小鼠繁殖出健康可育後代
※Science：科學家讓性染色體三體小鼠繁殖出健康後代
※Tinder發起籌款，為世界上最後一隻雄性北方白犀牛繁殖後代
※搞事情 Google派出蚊子卧底 欲摧毀其後代繁殖力
※教 AI自我繁殖，Google工程師想讓機器取代自己？人家可沒那麼傻
※目击呆呆兽繁殖现场！《精灵宝可梦GO》更新后频现BUG
※養花技巧：巧妙繁殖龜背竹的技巧，新手get！
※機器人也能生小孩了？通過Wi-Fi交配、3D列印實現有性繁殖
※最原始的動物還有老鼠，以繁殖快、雜食出名成了四害之一
※技術宅用了兩毫升體液的量，證明他的DNA能撐起整個繁殖界……
※比克、弗利薩和沙魯如何生孩子，三大BOSS繁殖後代太另類
※多肉簡單快速的繁殖攻略，必看
※扦插繁殖的5個秘訣，新手學會也能隨便掐枝繁殖
※從皮膚細胞里生出嬰兒，繁殖技術的發展速度是不是過快了？
※夏季蚊蠅較多，細菌容易繁殖.冰箱不是消毒箱，冷藏室中的細菌同樣可污染食品。
※他們是歐洲人的早期祖先 滅絕原因眾說紛紜 近親繁殖或鉛中毒？
※加拿大一小鎮被「蟲子大軍」襲擊，處理不及繁殖快，村民束手無策