比布料更“懂生命”！科学家尝试利用细菌来做成衣服面料

　　据国外媒体报道，BioLogic是麻省理工学院(MIT)媒体实验室的一个团队，他们最近开展了一个新项目，尝试利用微生物来为衣服增加科学功能。

　　BioLogic使用的是纳豆枯草芽孢杆菌，这些细菌和松果一样，可以根据空气的湿度自动膨胀和收缩，湿度越大，面料膨胀得就越大。因此，利用这个原理，BioLogic与设计师合作，发明了一种称为“第二皮肤”的新式服装，它可以根据穿着者体温和湿度的增加而变得更加透气。

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　　纳豆枯草芽孢杆菌本是日本料理中的常见材料，BioLogic团队则将其制成生物膜，整合进氨纶布料上。生物膜的图案形状不一样，效果亦会随之发生改变。而且，生物膜的透气效果与湿度反映是成正比的。当湿度达到100%的时候，生物膜会完全敞开的，透气程度也达到最大化。

　　BioLogic团队负责人表示，于设计师而言，生物学技术大有前景，因为它们本身具有生命，拥有超强的适应性。利用自然规律适应环境可以实现许多电子产品等无法实现的功能，比如这些纳豆枯草芽孢杆菌。这些细胞组成的物质拥有天然的扩张和收缩能力，它们拥有的是更懂生命的“智能”。

　　未来设计师或许还能通过修改细胞的DNA结构等方式开发更丰富的生物功能，比如添加水母、萤火虫等的发光物质，研发其他发光自然发光材料(如果你看过《神探夏洛克》，你也许已经见识过这种技术了)；或者添加吞噬污染物的细菌，制作出可以清洁空气的织物等等。

　　如果能将生物技术落到实处，不作无厘头的设想，那么说不定就真的打开一片新的市场呢。

　　【研究】“来自地球的细菌”或危害健康

　　美国宇航局(NASA)宇航员斯科特·凯利试穿用于太空行走的宇航服。2015年11月6日，他将出舱行走，继续在太空的工作。(NASA)

　　据外媒报道，国际空间站上发现了一些不受欢迎的生物，美国宇航局形容这些过去没有发现过的微生物是“投机的细菌”。

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　　用“投机”来形容空间站上的细菌不是没有道理，专家解释称，从本质上来说，这些细菌就是在寻找让人生病的机会。

　　这些细菌在地球上多数都是无害的，但是太空的极端环境有可能让它产生变异。

　　DNA检验无法确定它会不会危害的航天员健康，不过，曾有研究证明无重力环境会改变细菌的行为。

　　目前，国际空间站驻站任务一次半年，不过，为了给未来登陆火星做准备，美国宇航局考虑延长航天员每次的停留时间，因为在火星任务中，一趟往返可能得花上两年。美国宇航局不能对飞行环境中任何可能危害航天员健康的不速之客掉以轻心。

　　空间站上的细菌，不是人就是货物带上去的，但这并不表示航天员卫生习惯差，而是人的身上本来就有数不清的细菌，它们多数都是无害的。研究发现，人待在房间里，平均每小时会给那一空间增加三千七百万个细菌。

　　其实微生物并非空间站的新客人，只不过以前没被发现，进入DNA科技年代，细菌将愈来愈“透明”。

　　【科普】身体这里的细菌竟能治病

　　细菌是疾病的源头之一，我们都知道，如果人体的一些细菌变多的话，是很容易出现一些疾病的问题的。研究发现，人体的一些细菌竟然可以治疗疾病，大家是不是觉得非常的新奇呢？

　　粪便细菌也能治病

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　　2015年早些时候一个临床试验表明，使用捐赠者的粪便——这种富含有益的肠道细菌的物质，比使用抗生素能够更有效地清除复发性感染。

　　难治梭状芽胞杆菌(C.diff)是一种细菌性肠道感染，可引起严重的腹泻，16例患有该病的患者使用一天四次连续四天的“粪便灌肠”治疗方法最后疗效甚佳，唯一的副作用是输液当天会轻微地抽筋。用该方法的患者中81%被治愈，而那些注射抗生素的患者中只有31%被治愈。考尔德教授说：“粪便移植先筛除有害细菌或病毒，然后用灌肠剂管或将管子插进鼻子导入小肠。”

　　粪便通常取自患者的家庭，这会更容易和更“可接受”。但是理论上，他们可以来自任何人。纽约阿尔伯特·爱因斯坦医学院的内科和手术治疗教授劳伦斯·勃兰特(LawrenceBrandt)认为：治疗可能对非肠胃问题的其他疾病也有效，例如肥胖和帕金森氏症。

　　当你用抗菌肥皂洗手或用抗菌漱口水时你一定以为，我们每个人身上的细菌都是超标的。“人们一般都会惊讶地获知，我们身上的细菌细胞比正常细胞多10倍以上，”英国南安普敦大学的营养免疫学专家菲利普·考尔德(PhilipCalder)教授说，“事实上，以细胞计数一个人身上90%是细菌。”

　　与我们生活在一起的是大约100万亿个细菌，它们被称为微型生物群落，其中95%生活在我们的肠道中。其他一些则生活在我们的皮肤、呼吸道、口腔以及生殖器部位。它们大多数是有益无害的，当然，也有一些有害的，那为什么我们不会长期患病呢？秘密就在我们脆弱的生态系统的平衡。如果平衡被破坏，系统就进入疯狂的状态。

　　比如说，不平衡的肠道细菌已经证实与糖尿病、肥胖症、自闭症、湿疹、牛皮癣、哮喘和炎性肠道症状相关，例如溃疡性结肠炎、克罗恩病。最新的研究表明，在某些情况下，细菌可能会造成多发性硬化症，但有些细菌不仅有益无害，且我们不能缺少。

　　肠胃细菌缓解焦虑

　　你相信吗？如果你身体里含有某种类型的细菌，就会在一定程度上影响你的情绪。人类的肠胃中有多种细菌，对人体健康起到或好或坏的作用。这些细菌还可能影响人们的情绪和行为，爱尔兰和加拿大研究人员通过动物实验发现，一种益生菌能缓解焦虑情绪。

　　有关肠胃细菌对人类大脑和行为的影响，科学界近年来有一些研究，但集中于有害细菌，对有益生菌的研究很少。爱尔兰科克大学学院和加拿大麦克马斯特大学的研究小组报告说，他们选择了一种常见的益生菌——鼠李糖乳杆菌，添加在食物中喂养实验鼠，持续6个星期。

　　行为测试表明，与摄入不添加益生菌的同样膳食的实验鼠相比，经过鼠李糖乳杆菌喂养的实验鼠较少表现出情绪压力和焦虑。例如在啮齿动物不适应的开阔环境中，它们能花更多的时间去探索，被放进水里时，体内反映情绪压力的激素水平上升幅度较小。

　　进一步检查发现，这些实验鼠脑部GABA受体基因的活动情况发生了改变。GABA是一种重要的神经递质，许多用于抗焦虑药物是针对它发挥作用的。研究人员说，鼠李糖乳杆菌喂养使GABA受体基因在实验鼠脑部某些区域的活动增强，在另一些区域活动减弱，总体效果是减轻焦虑。

　　“细菌能使大脑中的许多化学物质发生变化，”伦敦帝国学院的教授杰里米·尼科尔森(JeremyNicholson)教授说，“对此我们知之甚少，还需进一步研究。”

　　有时还能预防中风

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　　什么样的细菌可能影响到你，让你患上心脏病或中风的几率改变？一项发表在《自然通讯》上的最近研究显示：那些患有动脉粥样硬化的人，与那些无动脉硬化的人有不同的细菌群落。2014年，来自瑞典查尔姆斯理工大学和哥德堡大学的研究人员发现中风病人与健康人在肠道细菌方面有重大差异。他们认为后者有更多的细菌，它产生一种抗氧化剂，类胡萝卜素，可以防止心绞痛和中风。

　　人体含有的细菌细胞数量是人细胞的10倍多，其中大多数细菌细胞是在人肠道中发现的。除了我们的宿主基因组外，这些细菌含有大量的基因，它们一起被称作肠道宏基因组(gutmetagenome)。

　　这种宏基因组如何影响我们的健康？当前已有很多研究人员正在设法解决这个问题。在之前的研究中，科学家们已发现几种疾病与肠道宏基因组的变化相关联。如今在一项新的研究中，研究人员也证实肠道宏基因组变化与动脉粥样硬化和中风相关联。

　　研究人员比较了一组中风病人和一组健康人，发现两组人群的肠道菌群存在重大的差异。特别是，研究证实合成类胡萝卜素所需的基因在健康人的肠道菌群中被更加频繁地发现。相对于中风存活者而言，这组健康人的血液也存在着显著性更高水平的某种类胡萝卜素。

　　类胡萝卜素是一类抗氧化剂，而且多年来人们一直声称它们可以对抗心绞痛和中风。因此，来自这组健康人的肠道细菌存在水平增加的合成类胡萝卜素的细菌可能提供线索来解释肠道宏基因组如何影响疾病状态。通过研究病人的肠道菌群，人们应当能够对心血管疾病进行风险预测。

　　母体细菌增强免疫

　　如今瘦已成为所有女性的追求，根据科学研究证实，胖瘦和细菌同样有关，胖子与那些并不肥胖的人群携带的细菌是不同的。“胖子肠道里发现的微生物能更有效地摄取食物中的卡路里，”伦敦帝国学院的教授杰里米·尼科尔森教授说，“它们多吸收10%至15%的卡路里，但目前还不清楚是不是细菌变化造成超重，或是细菌本身导致肥胖。”

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　　然而，通过对小鼠的研究发现，那些被注射肥胖老鼠的肠道细菌的实验鼠比那些被注射瘦老鼠的肠道细菌的实验鼠增加了更多的重量。尼科尔森教授说：“有趣的是，有些人经过减肥(肥胖)手术后其肠道细菌同样经历了变化。”

　　另外，宝宝的免疫系统同样和细菌息息相关。根据一项发表在公共科学图书馆期刊的研究，在怀孕头三个月，母亲的细菌发生改变并将有益细菌传递给婴儿。例如约翰逊氏乳杆菌——通常在胃肠道上部，它能帮助消化，在阴道里广为分布，而其他地方则数量很少。

　　在分娩过程中，宝宝带走母体中的细菌，这就是为什么自然出生的婴儿常常发现有肠道混合细菌而经历剖腹产手术的婴儿通常发现有母亲皮肤上的混合细菌。

　　肠道细菌被认为对新生儿的免疫系统的帮助至关重要。最近两年来美国对在底特律亨利福特医院出生的12578名婴儿进行研究，最后发现那些剖腹产的婴儿比自然分娩的可能出现的过敏症多5倍。

　　【创意】科学家的另类艺术：细菌作画

　　如果你觉得科学家没有艺术气息，那你就错了。

　　美国微生物学家协会(American Society of Microbiologists，ASM)最近举办了第一届“琼脂艺术”大赛，据ASM公关经理艾米丽·迪尔格(Emily Dilger)介绍，大赛共收到85份由微生物学家创作的参赛作品。它们都是“以细菌为颜料，以琼脂和一个培养皿为画布”完成的。迪尔格解释称，琼脂是一种“胶状物质”，细菌可以通过吞食琼脂生长。

　　细菌复刻版《星空》

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　　这些用显微镜才能观察的作品中，来自密苏里州的微生物学家梅勒妮·沙利文(Melanie Sullivan)的作品复刻了梵高的《星空》。她的作品描述介绍称，她用多种类型的细菌制作出多种颜色，包括“引起下尿路感染的常见病原菌”和一种可导致肺炎和脑膜炎的细菌。

　　ASM市场部协调员查西道·贾尔斯(Chaseedaw Giles)告诉美国广播公司新闻(ABC News)：“因为这些细菌中有很多具有危险性，所以我们确保所有参赛作品都是来自协会成员。我们做了很多安全防范措施，尤其在这些培养菌的妥善保存和处理方面，所以我们可不是让随便某个人来摆弄细菌。”

　　《纽约生物群落地图》获得第二名

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　　贾尔斯介绍，“琼脂艺术”大赛持续了一个夏天，最后由包括微生物学教授和一名艺术家在内的五名评委经过认真的审查，作品的“创造性、设计和展示”于日前评选出最后的获胜者。

　　第一名作品：《神经元》

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　　前三名作品分别是神经元的艺术再现、纽约市地图和收获的季节。

　　《收获的季节》获得第三名

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　　贾尔斯说：“这次比赛最酷的地方之一就是阅读各位科学家关于如何培养这些不同的细菌以及他们反复试验的过程描述。很多人描述了自己为了得到特定的图案和色彩饱和度反复尝试了多少次。每个人都为了最后的作品尝试了很多不同的事情。”

　　本次比赛也打破了一直以来人们觉得科学家不懂艺术，艺术家不懂科学的成见。

　　《细胞间》获得“最受大众喜爱作品”奖项

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　　贾尔斯说：“跳出原有的框架和避免严格的标签定义能够产生美好的事物，我觉得这次比赛就是一个很好的例子。它展现了艺术和科学可以很好的融合在一起。”