人類身體中有一個肉眼看不到的神秘微觀世界，但是哥倫比亞大學(xué)的研究人員們，卻開發(fā)出了一項讓微生物去監(jiān)測和記錄數(shù)據(jù)的新技術(shù)。這個過程，類似于在蟲子身上安裝一個***。只不過在人們的身體內(nèi)，就換成了用工程改造過的細(xì)菌 —— 在與腸道的互動之旅中完成任務(wù)，甚至可以給出一些事件發(fā)生的時間戳。研究人員們并未從頭開始打造一款基于微生物的“磁帶錄音機”，而是借助了一套渾然天成的現(xiàn)有系統(tǒng)。

       CRISPR-Cas 是一種被許多細(xì)菌所使用的免疫系統(tǒng)，其工作起來就像是一張通緝海報：從本質(zhì)上來說，只要細(xì)菌在與噬菌體（某種攻擊細(xì)菌的病毒）的接觸戰(zhàn)后存活下來，CRISPR-Cas 就會拷貝一份入侵者的 DNA 片段。這樣一來，如果攻擊者再次發(fā)難（甚至隔了數(shù)代之后），細(xì)菌仍可立即識別并發(fā)起***?？茖W(xué)家們借助 CRISPR 打造了一款很棒的基因編輯工具。業(yè)界將之視為治療一大堆疾病的奇特方法，從癌癥到獲得性免疫缺陷綜合癥不等。

       哥倫比亞大學(xué)教授、論文***作者Harris Wang表示：“CRISPR-Cas 系統(tǒng)是一種自然的生物記憶裝置。從工程的角度來看，它也是相當(dāng)不錯的。因為它已經(jīng)經(jīng)歷了長時間的進(jìn)化打磨，非常適合于儲存信息”。

       研究人員們在細(xì)菌上使用了類似音樂磁帶的數(shù)據(jù)存儲技術(shù)。為了將這項技術(shù)與大腸桿菌結(jié)合起來，研究人員們先是修改了 DNA 對應(yīng)兩種不同功能的質(zhì)粒（plasmids）的短片段：其中一個質(zhì)粒被當(dāng)做計時員，定期將一個間隔序列拷貝到位于細(xì)菌基因組中的 CRISPR 位點。另一個質(zhì)粒則被設(shè)計來專門復(fù)制自身 —— 當(dāng)細(xì)菌檢測到一個特定的外部信號的時候。這樣一來，信號的時間就可以通過觀察前后間隔序列的數(shù)量來確定。

       在實踐中，這種工程改造細(xì)菌可以用來徒步穿越一名患者的身體，以搜索特定的刺激物 —— 比如可能導(dǎo)致某種疾病的病毒。Wang 表示，被患者吞下的這種細(xì)菌，或許能夠記錄其在整個消化道中經(jīng)歷的變化，對此前人們無法深入觀察的現(xiàn)象帶來***的認(rèn)識?，F(xiàn)在我們還計劃記錄胃腸系統(tǒng)（或身體其它部位）在自然或疾病狀態(tài)下可能會被改變的不同標(biāo)記。

哥大研究團(tuán)隊在測試中發(fā)現(xiàn)，這套系統(tǒng)可以在長達(dá)數(shù)日的時間段內(nèi)連續(xù)工作，且能夠同時觀察三個不同的信號。值得一提的是，這項技術(shù)不僅適用于人們的體內(nèi)，也可用于水質(zhì)（環(huán)境病原體）監(jiān)測等更大的環(huán)境。有關(guān)這項研究的詳情，已經(jīng)發(fā)表在近日出版的的《科學(xué)》期刊上。