尽管许多人将微生物与不良疾病和疾病相关联，但他们也具有许多有益的特性，并且可以居住在全球一些最荒凉的角落。多年来，人类，动物和植物一直利用微生物的特性为自己的利益。在这里，我们讨论了用于应用微生物的众多和多种用途。

打击农业害虫

虽然农药在杀死困扰我们农作物的不良害虫方面做得很好，但许多杀虫剂却无与伦比，也杀死了有益的传粉媒介。当田野的径流最终进入我们的水道时，它们也会引起问题，损害了居住在那里的细腻生态系统。长期使用意味着不可避免地会选择抗性种群，随着时间的流逝，农药无法保护农作物。因此，注意力越来越多地转向替代方法。

一个这样的例子利用了西方花绊倒与细菌之间的共生关系Pantoea。 ¹划分以各种农作物植物和传输托托病毒为食物，这些托波病毒对一系列作物物种具有致病性。科学家已经设计了Pantoea在昆虫的肠道中不断从其家中产生dsrna。这些干扰RNA（IRNA）靶向THRIP生存至关重要的基因，导致宿主mRNA降解和昆虫死亡。

该技术称为共生体介导的RNAi（SMR）仍处于发育阶段，但具有高度的目标物种特异性。与农作物本身以减少对害虫的易感性不同，这种方法也具有保护该特定害虫靶向的所有作物物种的优势。

秘密成分是微生物！

微生物参与了许多食物的生产，例如面包，奶酪和酸菜，以及一些几乎完全是微生物本身的食物，例如酵母提取物或霉菌蛋白肉类的替代品。但是，微生物也具有改变食物中风味的强大力量。每种微生物都会产生特征性的代谢产物，这些代谢物将取决于它们可用的营养。反过来，这些可能会由存在的其他微生物代谢为更多的产品，因此重要的是要保持微生物的适当平衡以获得所需的口味。在工业粮食生产中，这通常是使用开胃培养物来实现的，以引入理想的微生物平衡并确保最终产品的一致性。奶酪行业提供了平衡微生物的重要性的一个很好的例子。苦味可能来自牛奶中酪蛋白对疏水性氨基酸的细分，而酸味可能来自糖分的细分。特征性的“俗气”气味与酵母有关yarrowia脂溶剂它将屈光蛋白变成丁酸，并且青霉赋予“蓝色”音符。任何特殊风味的过多或太少会使产品无法使用。微生物甚至对于产生瑞士奶酪的特征孔至关重要，瑞士奶酪的发酵导致乳酸发酵，乙酸，乙酸盐，CO₂和h₂o by弗洛伊德里奇的丙酸杆菌。 ²

让他们吃废物

放射性材料为我们提供了能源发电，医疗和防御能力的好处。但是，他们也给我们留下了问题 - 安全处理。尽管某些放射性材料的半衰期很短，而其他一些放射性材料则可能对生命保持危害数十年。广泛使用的答案是简单地将废物存储在孤岛中或将问题埋在地下。一个关注地下放射性废物直到安全的问题是将放射性分子浸出到周围的土壤和岩石中，因为像铀这样的元素与某些有机分子形成可溶性复合物时，它们变得可移动。但是，细菌可能会营救。科学家发现，某些细菌能够使用放射性核素，例如铀和海王星，代替氧气，在此过程中使其不溶。³

用放射性分子搅拌微生物对存储库的处理可能会减慢放射性分子的运动，从而在放射性分解过程中防止或减少其进入周围区域的运动。该方法还被建议作为污染土壤的治疗方法。

制作和破坏塑料

在全球对塑料污染的负面影响的关注时代，“进食塑料细菌”的发现使兴奋的涟漪通过了科学界。2016年，一种天然存在的细菌菌株，命名为sakaiensis201-F6是在日本的一个废物垃圾场中发现的，该废物能够降解塑料，包括臭名昭著的难以破解聚对苯二甲酸酯，也称为PET，并将其用作食物来源。⁴从那时起，科学家一直在努力揭示传达该特性的Petase酶的详细结构。该结构似乎与细菌用来分解覆盖某些植物的保护性切丁聚合物的酶非常相似。

通过一阵好运，研究了PETASE的研究人员无意中设计了一种比在自然界中进化的酶更好地降解塑料的酶。⁵他们发现，该酶还可以分解其他形式的塑料，从未来可持续回收许多塑料的门开门，这些塑料目前具有挑战性。

用病毒治疗疾病

有许多疾病在遗传学方面具有基础，例如囊性纤维化和严重的免疫缺陷（SCID）。尝试通过使用来“解决”这些遗传问题的任务基因治疗始于1970年代。这个想法是用良好的副本替换有缺陷的副本，或者以其他方式使错误的基因失活，但是研究人员需要一种与有问题的基因相互作用的方法。这是微生物进入的地方。从本质上讲，病毒能够附着并进入细胞，一旦内部与宿主基因组相互作用，通常可以促进自己的复制。但是，研究人员能够以自己的方式劫持此属性。

目前，构成了基因治疗研究的主链的三个主要病毒（腺病毒，腺病毒相关病毒和逆转录病毒/慢病毒）组。最初，试验受到遗传毒性和免疫反应的问题的困扰，但是数十年的研究使许多这些问题都得以解决。现在，使用基因疗法技术的治疗方法可用于SCID，癌症和失明，在2012年第一种基因疗法Glybera的欧盟批准后，可用于急性胰腺炎。超过2300次临床试验已经进行了，已经进行了更多的治疗，只是时间问题。

如果基因疗法成功作为治疗治疗，必须克服的一个主要障碍是扩大生产的能力，因为病毒矢量生产和适合研究环境的纯化技术与大规模生产不兼容。

梵高，莫奈，达芬奇和大肠杆菌？！

科学家已经重新创建了莱昂纳多·达·芬奇（Leonardo da Vinci）的蒙娜丽莎（Mona Lisa）的形象大肠杆菌（（e.coli）万物！⁶ 大肠杆菌是出色的游泳者，每秒可以移动十倍。通常，虫子处理氧气以助长其运动。然而，蛋白质蛋白蛋白质淡天是在海洋居民细菌中鉴定出来的，它使细菌能够使用光燃料。通过工程大肠杆菌为了产生这种蛋白质，科学家设法产生了细菌，可以使用光远程控制其运动。他们在引入蒙娜丽莎的负面图像之前将光线均匀地投射到一层细胞上五分钟。再过四分钟后，工程细菌集中在空间的黑暗区域，形成可识别的图像。为了完善模糊，使用了一次反馈控制环，其中使用了每20秒与目标图像进行比较，并相应地更新了光图案，从而产生了几乎完美的复制品。

除了创建艺术品外，光线控制游泳细菌活动的能力还可以为轻度控制的活动材料提供潜在的应用，甚至可以包围和运输较大的物体。

参考

1. Whitten M，Dyson P.非模型昆虫中的基因沉默：使用共生细菌克服障碍，用于无创伤的RNA干扰的无创伤的可持续性递送：持续的RNA干扰共生细菌介导的昆虫：将其应用于遗传工具和生物范围。生物评估。2017; 39（3）。doi：10.1002/bies.201600247。

2。 McSweeney PLH，编辑。奶酪成熟的微生物学。奶酪问题解决了。伍德黑德出版系列食品科学，技术和营养系列。伍德黑德出版社；2007：117-132。doi：10.1533/9781845693534.117。

3。 Bassil NM，Bryan N，Lloyd Jr。高pH值等异含类酸的微生物降解。ISME J.2015; 9（2）：310-320。doi：10.1038/ismej.2014.125。

4。 Yoshida S，Hiraga K，Takehana T等。一种降解和吸收聚乙二酸乙二酯）的细菌。科学。2016; 351（6278）：1196-1199。doi：10.1126/science.AAD6359。

5。 Austin HP，Allen MD，Donohoe BS等。降解芳香族聚酯酶的表征和工程。Proc Natl Acad Sci U S A。2018; 115（19）：E4350-E4357。doi：10.1073/pnas.1718804115。

6。 Frangipane G，Dell'arciprete D，Petracchini S等。光敏剂的动态密度塑造大肠杆菌。Elife。2018; 7：e36608 doi：10.7554/Elife.36608。