科學(xué)家利用細(xì)菌發(fā)明加密新法
一千多年來(lái)，人們都會(huì)用隱形墨水書(shū)寫(xiě)秘密信息，然后在某種光線或特殊化學(xué)物質(zhì)的幫助下重新閱讀。如今，利用只有在某些特定條件下才能生成發(fā)光蛋白質(zhì)的細(xì)菌，研究人員發(fā)明了一種新的加密形式。除了對(duì)間諜工作大有裨益外，這項(xiàng)新技術(shù)還可以讓企業(yè)將它們的機(jī)密標(biāo)識(shí)編碼到農(nóng)作物、種子或其他活體商品中。

　　新的發(fā)光細(xì)菌的產(chǎn)生實(shí)際上多少源自一些“有關(guān)陰謀”的想法。幾年前，美國(guó)國(guó)防部研究計(jì)劃局要求研究人員提交一些在無(wú)須電子設(shè)備的前提下編碼機(jī)密信息的方法。當(dāng)時(shí)，馬薩諸塞州梅德福市塔夫斯大學(xué)的化學(xué)家David Walt正在與之前的指導(dǎo)教師、哈佛大學(xué)的化學(xué)家George Whitesides合作。他們?cè)黄鹣氤隽艘粋€(gè)辦法，向一根保險(xiǎn)絲中添加多種金屬鹽，當(dāng)被點(diǎn)亮?xí)r，保險(xiǎn)絲會(huì)發(fā)出紅外光的脈沖序列，從而編碼一個(gè)信息。這讓他們尋思用其他途徑完成相同工作的可能性。于是兩人在去年決定嘗試其他的方法——用細(xì)菌編碼他們的秘密。

　　新的方案用7個(gè)大腸桿菌菌落取代了保險(xiǎn)絲，而每個(gè)菌落又被賦予了一個(gè)不同的熒光蛋白質(zhì)基因。只有當(dāng)這些基因被開(kāi)啟從而使細(xì)菌合成蛋白質(zhì)時(shí)才會(huì)發(fā)出熒光。而其顏色——包括黃色、綠色和紅色——變化則取決于哪種基因得到了表達(dá)。所有這些差別都能夠被肉眼清楚地識(shí)別。憑借手中的多彩細(xì)菌菌落，研究人員隨后利用一對(duì)顏色不同的細(xì)菌創(chuàng)建了一個(gè)代碼。而7種顏色使得他們擁有了49種組合，從而能夠用來(lái)編碼26個(gè)不同的英文字母以及23個(gè)字母數(shù)字符號(hào)，例如“@”和“$”。他們用若干對(duì)有色細(xì)菌寫(xiě)了幾排信息。為了“印刷”這些信息，研究人員將細(xì)菌轉(zhuǎn)移到一個(gè)瓊脂板上，后者是一種細(xì)菌的生長(zhǎng)介質(zhì)，之后又壓上了一張硝化纖維“紙”，其目的是為了固定這些細(xì)菌。

　　此時(shí)此刻，硝化纖維紙中的細(xì)菌依然是看不見(jiàn)的。但是通過(guò)將硝化纖維紙壓入包含有化學(xué)觸發(fā)劑——能夠激活熒光蛋白的表達(dá)——的瓊脂板，信息的接收者便可以開(kāi)啟關(guān)鍵的基因，并點(diǎn)亮各種顏色。（被選擇用來(lái)點(diǎn)亮的蛋白質(zhì)通常不會(huì)被細(xì)菌所使用，所以除非被研究人員激活，它們通常保持靜默。）只要接收者知道哪種顏色相當(dāng)于哪個(gè)字符，信息便被知曉了。但是Walt和他的同事還增加了一個(gè)額外的保障。他們?cè)谝恍┘?xì)菌中插入了對(duì)抗特定抗生素的基因;其想法是只有耐抗生素的細(xì)菌攜帶的才是真正的信息。如果這些信息落入到錯(cuò)誤的手中，一旦基因被激活，接收者將會(huì)看到一片混亂的顏色而無(wú)法閱讀。但是如果接收者加入了正確的抗生素，不具抗性的細(xì)菌及其顏色便會(huì)消失，從而使真正的信息變得清晰起來(lái)。*個(gè)例子便是在9月26日出版的美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院院刊》中寫(xiě)著的“this is a bioencoded message from the walt lab @ tufts university 2010”。

　　伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校的化學(xué)家Kenneth Suslick表示：“這真是一個(gè)很酷的想法。”事實(shí)上，它與《螺旋》——今年早些時(shí)候由康奈爾大學(xué)物理學(xué)家Paul McEuen撰寫(xiě)的一部科幻驚悚小說(shuō)——的構(gòu)思是如此相似。在書(shū)中，Liam Connor—— 一位上了年紀(jì)的真菌生物學(xué)家——通過(guò)向不同真菌的DNA中插入熒光蛋白質(zhì)基因，從而解開(kāi)了一個(gè)幾十年的神秘事件。雖然作為一個(gè)科幻小說(shuō)迷，Walt表示想馬上讀到這本書(shū)，但他說(shuō)之前并沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò)它。如今借助他的發(fā)光細(xì)菌，他也可以書(shū)寫(xiě)一些關(guān)于自己的傳奇了。

科學(xué)家利用細(xì)菌發(fā)明加密新法