游过我们血管攻击入侵者的微型机器人尚未完全跨越科幻与科学之间的界限——但或许有一种方法可以加速它们的发展。
一些科学家并没有从零开始设计这种微小的机器，而是尝试征用我们体内成千上万种细菌的想法。近年来，研究人员已将有用的纳米颗粒和 DNA 片段加载到微生物身上。尽管这项研究尚处于初步阶段，但一些工程师和微生物学家看到了潜力。今年三月，在圣地亚哥举行的美国化学学会双年全国会议暨博览会上，约翰·霍普金斯大学的生物分子工程师 David H. Gracias 解释了他和他的同事如何用金涂层的镍和锡制成的微小珠子、棒状物和新月形装饰非致病性大肠杆菌。
一旦进入体内，这些纳米颗粒就可以通过远红外光从远处加热，从而摧毁病变组织。 Gracias 最终梦想着诱导细菌运载浸泡在药物中的海绵状纳米颗粒，并为细菌配备微型工具，以便在单个细胞上进行手术。
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其他科学家的类似研究证实，工程改造的细菌可以将医疗包直接输送到病变或癌变细胞中。在早期的工作中，现任职于斯坦福大学的 Demir Akin 和他的同事将使萤火虫发光的荧光素酶基因连接到单核细胞增生李斯特菌，这种细菌是许多食物中毒病例的罪魁祸首。 Akin 将细菌注入活体小鼠三天后，啮齿动物在专用相机下发出光芒，这不仅证实了细菌已进入小鼠细胞，而且细胞核已表达该基因。 Akin 设计了活体微型机器人，使其在哺乳动物细胞内释放 DNA 包裹，并在培养皿中的人类癌细胞中复制了这些结果。
单核细胞增生李斯特菌的优势在于它已经进化出进入动物细胞的方法，但它并非无害。相比之下，许多大肠杆菌菌株是无害的，但没有进入细胞的特定适应性。威斯康星大学麦迪逊分校的 Douglas Weibel 表示，关键是使用一种无害的微生物，这种微生物是游泳健将，并且可以毫不费力地进入哺乳动物细胞。在一项研究中，Weibel 将纳米尺寸的聚苯乙烯珠子连接到单细胞绿藻上，并引导“微型牛”（藻类向光移动）——这是一项早期实验，为后来的工作提供了灵感。
Weibel 仍然对正在进行的研究着迷。“细菌已经进化出惊人的运动能力，”他说。“它们可以感知环境的变化并适应，不仅在短时间内，而且在基因上也如此。即使我们无法让它们在人体内输送物质，它们也可能在实验室中用于运输纳米颗粒。谁知道我们 50 年后会有什么进步呢？”
本文以印刷版形式发表，标题为“微生物骡子”。