消灭“内部敌人” 美军另类“招募”

美国《科学美国人》月刊网站近日发表题为《美国海军“招募”肠道微生物抗击肥胖和疾病》的报道称，合成生物学家杰夫・泰伯正在他位于美国赖斯大学的实验室中建立某种小人国式的海军军官学校。这些海军“军校生”十分渺小，以至于用肉眼无法看到

美国《科学美国人》月刊网站近日发表题为《美国海军“招募”肠道微生物抗击肥胖和疾病》的报道称，合成生物学家杰夫・泰伯正在他位于美国赖斯大学的实验室中建立某种小人国式的海军军官学校。这些海军“军校生”十分渺小，以至于用肉眼无法看到。但它们却是执行保护美国海军部队抵御内部敌人（从代谢紊乱到焦虑和抑郁症）的重要任务的成员。

2014年泰伯获得美国海军研究处一项为期三年的拨款，用于对通常存在于人类肠道内的一种无害大肠杆菌进行基因改造。研究的目的是创造一种能够锁定正在发展中的疾病并予以阻挡（甚至是在症状出现之前）的可食用益生微生物。他最近利用可以探测到疾病标志化学物的存在（至少是在实验鼠肠道内）的传感器成功对大肠杆菌进行了改造。

他说，他的终极目标是设计“可以调节人类肠道环境从而使其保持健康的精密肠道细菌”。这涉及到对大肠杆菌的基因进行重新连接，以便把细胞变成可预测和可靠的微生物“卫生员”。这些“卫生员”体内装载有特制的基因电路，可以感知特定的化学紊乱，并发射出分子炮弹将它们消灭。泰伯说，这些细胞在肠道内只会生存很短的时间，也许是六小时左右，“这么长的时间足够它们完成自己的任务了”。然后它们会自然死亡或自我毁灭。

泰伯的初步目标：肥胖和相关代谢问题。泰伯说：“我们希望用一种经过基因改造的大肠杆菌来感知与肥胖有关的肠道失调，然后输送有益的分子以防止体重增加。”

泰伯的研究代表了两个热门领域（合成生物学和微生物组学）富有成效的碰撞。合成生物学是利用微生物制取有益产品的工程学，而微生物组学则是关于生活在人类及其他动物身上及体内的微生物（统称为微生物组）的研究。

泰伯的项目是一项规模更大的微生物组学计划的一部分。该计划得到了美国海军研究处的资助，目的是帮助美国海军部队在面临紧张刺激因素（包括饮食或环境变化、对环境的忧惧、因时区变换或在潜艇中起居造成的失眠或生理节律紊乱）时更具活力。美国海军研究处作战人员保护与应用科的项目主管琳达・克里西说：“我们对肠道细菌如何应对这些压力很感兴趣。它们有助于宿主应对压力吗？若有帮助，那我们能否对小型生物群进行微调将宿主与压力隔绝？”

泰伯选择了以肥胖为研究重点是因为“我们已经在分子层面对它很有了解，因此它很适合用来验证理念”。我们体内的小型生物群就像某种代谢“器官”，影响着热量和营养的吸收，掌管着能量平衡，控制着我们的体重。很显然，某些细菌能生成分子扰乱体内平衡，引起肥胖和其他紊乱。

研究证明，健康人体内的肠道细菌产生的化合物能增强肠壁，而肥胖者体内肠道细菌产生的化合物会削弱肠壁。这就使细菌分子得以进入它们不该进入的体内血液，触发免疫反应。由此产生的慢性炎症与多种疾病有关，包括炎症性肠道疾病和精神疾病（焦虑和抑郁等）。

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