虚拟细菌由基因打造

　　

迈克尔·爱立斯有一个梦：想在电脑中重建一个分子级别的生命体。也就是说，从分子生物学的高度来达到这一最终目标。这是亚尔伯他大学的生物学家爱立斯与其他科学家共同的梦，他们想在十年内实现这一梦想。

他们认为，明白了生物体各部分如何协同工作将可以把生物学提升到一个新的水平。到时，生物学深入了解生命就如同工程师对他们所修建的桥梁和飞机一样了如指掌。

爱立斯博士说：“你可以坐在电脑前，设计实验，看看这东西的表现如何，然后再指出它为何是这样的。等到你能模拟活生生的生物体时，你才会明白生物进化的整个过程。”

虚拟埃希大肠杆菌证明梦想不是天方夜谭

这一梦想好像是天方夜谭，但近几年来，国际生物学家组之一的爱立斯博士正在将它变为现实。他们选择埃希大肠杆菌这一生物实验多年来爱用的、我们知道最多的、最简单的生物体作为研究对象。

为了实现梦想，埃希大肠杆菌的专家进行了联手。2002年，他们组成了国际埃希大肠杆菌联盟，让许多实验室共同组织研究项目。在其中一个项目，研究人员制造了3900多种埃希大肠杆菌的不同品系，每一品系都少了一个基因。不久，科学家就对这些基因进行了排序。

随着对埃希大肠杆菌的认识加深，科学家开始热心为它建模，以捕获其行为特征。帕尔森建立了埃希大肠杆菌的代谢模型。像其它生物有机体一样，埃希大肠杆菌通过酶来消化食物，一点点地变成营养分子。

然后再用其它酶来修缮新分子的断片，帕尔森他们以此重建了1000多个具有交互作用的代谢基因。

同时，位于芝加哥的飞利浦-克鲁兹大学的科学家正在努力让埃希大肠杆菌游起来。他们模拟化学反应，将信号从传感器传送到其“发动机”，然后通过三维空间来跟踪埃希大肠杆菌的行动路径。

虚拟埃希大肠杆菌游动起来是非常逼真的

在实验中，科学家将虚拟微生物放在食物的斜面上。食物越高，它们就上得越高。当它们迷失原有方向时，它们就会跌落下来。这时，传感器系统会起作用，然后它们又向上走。

埃希大肠杆菌的完全模型不仅有游动模拟，同时还有“就餐”、抵御外来病毒、复制自我的DNA和其它各种任务的模拟。科学家认为打造多任务模型将是一令人生畏的工作，技术上就相当困难。然而，爱立斯等人还是决定开始打造完全模型。

有些科学家对此不以为然，认为即使我们现在能模拟埃希大肠杆菌里的一切，也并不意味着我们就能明白它。不过，许多科学家认为，埃希大肠杆菌的完全模型值得努力，因为有它的潜在价值。科学家可以将埃希大肠杆菌的模型应用到更为复杂的人类细胞中，模拟它们对不同药物的反应如何，应用机会巨大。