如何种植你自己的照片

用微生物制作黑白培根静物画
一张爱德华·L·尤曼斯(Edward L. Youmans)的细菌肖像,他是《大众科学》的创始人,摄于1886年左右。图片来源:Natalie Kuldell/麻省理工学院/生物建造者教育基金会

微生物并不以其艺术价值而闻名,但这并没有阻止科学家们利用细菌来发掘他们内心的安塞尔·亚当斯。麻省理工学院的生物工程师克里斯·沃伊特(Chris Voigt)及其团队改造了一种无害的大肠杆菌菌株,使其在黑暗中产生黑色素,或在红光下保持透明。其结果是:一种行为像胶片的生物。

在他们的基本设置中,红光透过一张印有图案的透明胶片照射,透明胶片被贴在盛有琼脂的培养皿底部。只有在透明胶片阴影中生长的细菌才会产生色素。沃伊特和他的团队从蓝绿藻中借用了两种蛋白质,赋予大肠杆菌这项新能力。这两种蛋白质能检测红光,并关闭一个产生黑色素的基因。

与沃伊特合作的莱斯大学生物工程师杰夫·塔伯(Jeff Tabor)目前正在工程化改造对光敏感的大肠杆菌菌株,使其产生红色和绿色色素。他说,如果有人能促使这些细菌产生蓝色色素,世界将可能看到第一个细菌像素——微生物电视屏幕的基础。

时间: 1至3天
成本: 约50美元可制作六张细菌照片
难度: 5分之4

材质

大多数公司只向注册实验室运送生物技术用品。幸运的是,大多数DIY和社区生物学实验室都有资格。

  • 30微升沃伊特的摄影细菌(参见本文末尾的编辑注释)
  • 微波炉
  • 六个直径9厘米的培养皿
  • 印在透明胶片上的直径9厘米的设计图(尺寸适合圆形培养皿)

说明

1. 在微波炉中(高火约一分钟)融化小容器中的15毫升琼脂混合物。冷却至温热可触碰。
2. 加入细菌和抗生素(如果使用)。剧烈搅拌,但不要产生气泡。
3. 将混合物倒入培养皿中,迅速盖上盖子。冷却至凝固,约20分钟。
4. 移除盖子,用保鲜膜覆盖培养皿,并在保鲜膜上切三条狭缝。
5. 将透明胶片贴在培养皿底部,翻转过来,用红光照射透明胶片一到三天。(确保光线不会融化琼脂,这会杀死细菌。)
6. 欣赏你的作品。培养皿中的照片可以在冰箱里保存几年。

工作原理

1. 细菌表面的蛋白质协同作用,检测红光。当有光存在时,蛋白质会阻止细胞内形成独特的信号分子。
2. 这些信号分子通常会附着在细菌内的DNA上,然后激活一个基因
该基因产生酶β-半乳糖苷酶。
3. 该酶将琼脂添加剂S-gal转化为深色色素。没有信号分子,就不会形成色素——因此,黑暗中的大肠杆菌会变黑,而被照亮的细胞则保持透明。

本文最初发表于2013年9月的《大众科学》杂志。

编辑注释: 要创建这种菌株——又名RU1012/pPLPCB(A)/pCph8——我们建议联系当地的生物黑客空间寻求帮助。DIY Bio 在以下网址有一个不断更新的列表:diybio.org/local 阅读这篇期刊文章后,生物黑客空间甚至可以帮助你开发自己的摄影细菌菌株:dx.doi.org/10.1038/nature04405

 

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