那些危险又迷人的，除了爱情，还有细菌？

合成生物学家塔尔·达尼诺动不动就要洗手，这是他在纽约哥伦比亚大学的合成生物系统实验室整天与细菌打交道的职业病之一。达尼诺的大部分工作时间都在试图利用细菌的特性（这些特性让它们对人类极具威胁）以将它们变成强大的抗癌战士。

但在研究间隙，他会利用这些细菌进行艺术创作，这么做的目的之一是为了让难懂的科学原理更易被人理解：“用视觉艺术传播科学是个好方法，因为艺术的确超越了语言和知识的界限。” 达尼诺最新的创作是个女权主义作品：从100名女性的身体中提取的细菌培养物（与概念艺术家Anicka Yi联合创作），以及一系列受自然细菌图案启发的陶瓷盘（与艺术家兼摄影师Vik Muniz联合创作)。在他的最新作品“微宇宙”（Microuniverse）中，他创作了一系列令人眼花缭乱的抽象画：由不同种类的细菌在不同周期和不同环境下生长而形成的图像：“这个项目是为了让人们看到一个肉眼不可见的小宇宙，它真的很小，但每天都环绕在我们周围。” 在此，他对这些奇异而美丽的作品进行了阐释。

变形杆菌。/soon - hee Moon

细菌的迷人美学

每天，达尼诺都在实验室的几十个培养皿中观察细菌形成的复杂模式。随着细胞生长、分裂和相互交流，它们自发形成了细菌群以最大限度地提高生存几率。它们形成细菌群的模式由其基因组成和环境决定。达尼诺和团队从自家后院采集的土壤样本中选择了已知会产生特定模式的细菌。例如，大肠杆菌会组成“分形”(fractal)细菌群，变形杆菌会组成“同心环”细菌群。他们还会收集其他看起来很有趣的细菌，用实验控制它们的生长模式。最终的目标是，如果能更好地理解大自然如何塑造了细菌的行为和模式，就可能启发他们对细菌进行编辑以对抗癌症。

益生菌。/soon - hee Moon

改变环境，改变设计

达尼诺发现，通过改变细菌生长的温度和湿度等条件，就能操纵它们创造特定的模式。例如，许多细菌生长的最佳温度是37摄氏度，这无疑也是人体的正常温度。如果温度高于或低于37度，细菌的生长速度就会变慢。湿度则以另一种方式产生了影响：环境越干燥，细菌就越有可能聚在一起以保存水分。达尼诺说，改变培养皿中琼脂凝胶（细菌的生长介质）的浓度也会影响细菌聚集的模式。凝胶越软，细菌在更大范围内传播的速度就越快。

土壤细菌。/soon - hee Moon

等着瞧

一旦设定了初始条件，达尼诺就让细菌自然生长，然后等待结果。他在“微宇宙”项目中使用了约20种不同的细菌，让它们自然生长，短则两天，长则两个月。他说，不管生长环境如何，“每种细菌都有对某种聚集模式的天然偏好。这与细菌如何‘游泳’以及如何相互交流有关。它们都有自己的‘个性’。”

大肠杆菌变种。/soon - hee Moon

细菌调色板

科学家用化学染料来了解细菌结构是个标准操作。例如，如果想区分化脓性链球菌和大肠杆菌，他们就会给培养皿上色以显示细胞形状，从而在视觉上识别它们。达尼诺：“科学家大多只看单色图像，所以我们就利用这一点，玩点花招。” 除了传统的科学染料，他还在琼脂和细菌本身上试用了可食用色素。他还尝试了各种颜色组合来达到渐变效果，如上图所示。

土壤细菌。/soon - hee Moon

展示一个不可见的微宇宙

达尼诺：“每个经过装裱的图画，每个培养皿都是个小世界。这些图案就像你在雪花中或水下看到的东西。” 通过出自培养皿的创作，这个项目想要展示一个独立的抽象宇宙，“初次观察这些培养皿里的作品时，我就想：哇，这看起来像是在外太空才会看到的东西。” 所以我将它命名为“微宇宙”。

枯草芽孢杆菌变种。/soon - hee Moon

分子克隆过程

达尼诺的艺术创作是他在业余时间做的事。他的工作时间都忙于研究合成生物学，这是个相对新兴的科学领域。广义上讲，它涉及对生物体进行改造以达到预期的行为。在他的实验室里，达尼诺用一种叫做分子克隆的方法编辑和改造细菌。在确定一种细菌中哪个基因序列在产生某种生物功能后，他和团队就可以分离出这些序列并在实验室中放大它们，然后将其插入他们想要表现出这种功能的细菌DNA中。达尼诺：“现在，你可以在网上输入那个基因序列，就会有公司合成这个序列并把它装在试管里发给你。”

土壤细菌。/soon - hee Moon

利用其抗癌潜力

近期，达尼诺和团队一直在搞的“细菌工程”是研究大肠杆菌和一种大肠杆菌益生菌，以及沙门氏菌来检测和治疗癌症。注意，细菌能在免疫系统无法到达的肿瘤内部生长，它们还可以经过编辑以产生各种能杀死肿瘤细胞的“毒素”。达尼诺正试图利用分子克隆技术对细菌进行编辑以检测体内肿瘤，并在细菌体内释放“抗癌毒素”。他解释道：“这就像特洛伊木马，细菌进入肿瘤后开始制造药物以控制肿瘤发展甚至消灭肿瘤。”

“微宇宙”系列作品（特写照）在纽约的展览。/soon - hee Moon

通向科学的视觉入口

达尼诺希望像“微宇宙”这样的项目能激励人们深入了解我们周围和体内复杂的微生物世界，并向他们证明细菌也能用于积极的目的，如对抗癌症。他说：“向人们传授关于DNA、蛋白质和分子克隆的知识很难。但我认为，无论你的教育背景如何，看到图像时，那个画面就会吸引你去了解更多科学知识。” 对于项目的下一步，达尼诺已和一家名为“Print All Over Me”的公司合作，根据“微宇宙”的细菌图案设计定制服装（部分收益将用于癌症研究）。2017年，麻省理工学院也做了“微宇宙”展览。达尼诺的实验室还在捕捉细菌生长的延时视频，这意味着，大肠杆菌的生长视频可能会出现在你家附近的电影院。

本文编译自TED 官网“艺术与设计”专栏的文章：Gallery: The most beautiful bacteria you’ll ever see