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真菌虽小，但每年都给农业带来巨大损失。检测感染源是一项耗时而昂贵的项目，大部分发展中国家农民都无力承担。近日，美国研究人员利用基因工程，让普通的酵母菌有了特异性检测真菌的能力，并做成试纸，以非常低廉的成本就能检测真菌感染源。

真菌是一种能够威胁全球健康和粮食安全的微小生物。在全球范围，由于真菌感染小麦、玉米和其他农作物，威胁着超过10亿人的口粮。现在，科学家找到一种经济适用的方法，可以直接、快速检测身边真菌污染农作物和食品的情况。对于发展中国家来说，即使没有设备精良的实验室，这项发明也能拯救数万人的生命。

“这项伟大的技术进步值得称赞，这是真正地在做实事。”MauriceBoissinot说。他是加拿大魁北克市的拉瓦尔大学设计研究生物探测仪的一位微生物学家，未参与这项研究。

真菌的存在形式多种多样，其中有致病性相对较弱的。除了引起蛔虫样和足癣等的常见皮肤感染的真菌，还有一些真菌菌株会导致内部感染，引发口腔疼痛、淋巴肿大甚至死亡。对于设备完善的实验室和医院来说，检测感染的病原并不是一件难事。但是，绝大多数检测的原理都是基于抗体技术或基因检测技术来确认真菌感染，前提是保证无菌条件以及完善的样本冷冻保存设备。显然，大部分发展中国家的医生和农民不具备这些条件。

“就像一个村庄可以酿造自己的啤酒，他们现在可以制作自己的酵母检测试纸。”——哥伦比亚大学的弗吉尼亚·科尼什

为此，哥伦比亚大学合成生物学家弗吉尼亚·科尼什（Virginia Cornish）团队开始开发一种廉价的替代检测技术，用酿酒酵母（也被称为“面包酵母”）检测真菌。像许多其他真菌一样，面包酵母具有交配受体，这一蛋白质能够检测到配体释放的信息素。科尼什团队从白色念珠菌中获得了一种交配受体基因，并将其插入面包酵母的基因组中。他们还添加了几个其他基因，放在受体控制片段下。这些基因让酵母产生番茄中富含的番茄红素和抗氧化剂，这样就把面包酵母变成了一种生物探测仪。在检测到白色念珠菌后，酵母就会显现出番茄的红色。并且，这项测试只需要3个小时。

科尼什希望扩大可检测的真菌种类。他们发现，简单地将面包酵母交配受体基因替换为其他致病物种的相似基因后，包括造成水稻爆发病的稻瘟病菌，以及在小麦和大麦中引起枯萎病的禾谷镰刀菌，就能开发出10个可以检测不同真菌的新菌株。

为了让酵母生物检测技术易于使用，它们将酵母附在试纸上，这样就很容易测试血液、尿液、水和污泥。这些试纸在室温下室温下储存38周后仍能正常使用。科尼什说：“就像一个村庄可以酿造自己的啤酒一样，他们现在可以酿造自己的酵母试纸。技术门槛很低。”

Keith Pardee是加拿大多伦多大学合成生物学专家，他开发了寨卡病毒的纸张扫描检测技术。他表示对新测试技术很感兴趣，“由于这种酵母也出现在厨房里，这项技术似乎非常适合检测食物的真菌污染。”

但是，Boissinot警告说酵母检测仪还没有准备好在诊所部署。在关键测试中，研究人员使用了比患者血液或尿液样本中更高浓度水平的真菌信息素。位于北卡罗来纳州达勒姆杜克大学的酵母生物学家JosephHeitman表示，以前的研究表明，一些酵母交配受体可能会对类似物种的信息素产生反应，这意味着生物检测仪可能会误诊。

文章链接：

N. Ostrov el al., "A modular yeast biosensor for low-cost point-of-care pathogen detection," Science Advances (2017) , DOI: 10.1126/sciadv.1603221 

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