在过去的40年里，生物学家Sharon Long已经成为帮助紫花苜蓿生长的共生细菌方面的专家。她已经就这一课题发表了150多篇论文，但当她意识到她的实验室几十年来高度集中的研究可以帮助解决柑橘绿色化问题时——柑橘绿色化是一种破坏柑橘作物的疾病——她受到了启发，决定朝一个新的方向前进。
一种有柑橘变绿迹象的橙子，是一种无法治愈的柑橘疾病，会导致树木产生畸形、苦味的果实。(图片来源:Getty Images)
“i’00万农民只有两代人离开了农场，我读到过柑橘种植者失去了他们的生计和土地，因此也失去了几代人的家庭传统，”Long说，他是William C. Steere Jr.
1辉瑞公司的员工。人文科学学院生物科学教授。“我们决定将我们的努力转向解决这个问题，因为我们想有所作为。”
这种风险得到了回报，因为找到了一种新的方法，可以治疗这种疾病，而且还有130种化合物有待进一步探索。8月19日，《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)刊登了该系统的详细信息及其筛选结果。
“我们已经完成的只是需要做的一小部分，”朗格实验室的高级研究员、论文的第一作者梅勒妮·巴内特(Melanie Barnett)说。“我们的专业知识无法将这些发现发展到现实应用所需的水平，但这是研究人员迈出下一步的一步。”
几十年的知识
柑橘绿化破坏了佛罗里达州的柑橘产业，在美国许多柑橘种植区都能看到这种现象。即使有高度的监测，这种疾病仍在蔓延，当致命细菌感染的症状出现时，一切都太晚了——那些叶子斑驳、果实丑陋、汁液苦味难闻的植物必须被连根拔起并销毁。
一种越来越普遍的治疗方法是向整个果园喷洒抗生素，这是一种危险的做法，可能会让耐药细菌出现并传播。
尽管柑橘遭到破坏，但研究人员一直很难对其进行研究。导致这种疾病的细菌——亚洲自由杆菌(Liberibacter asiaticus)——不会在实验室里生长，而研究受感染的植物只可能在美国一些高度保护和密封的地方。为了找到答案，一些研究人员转向了一种相对封闭但危害较小的细菌。但长期的实验室意识到，他们可以通过关注一个更遥远的亲戚来解决这个问题——美利乐蒂角僵菌，它与某些植物合作，让它们在不添加氮肥的情况下生长。
Long说:“我们对这种细菌已经研究了40年，并且已经开发出工具，可以进行精细的基因研究。”“这提供了一个实验平台，不可能直接研究这种病原体，甚至是它的近亲。”
研究人员首先将柑橘绿色细菌的基因导入他们熟悉的蜜叶枯病菌细胞。这些基因各自编码一种蛋白质，科学家们认为这种蛋白质控制着感染的各个方面。
然后，他们对这些细菌进行了改造，当那些对感染至关重要的蛋白质活跃起来时，细菌就会在特定的光线下发出绿光。在这种情况下，如果他们把细菌暴露在一种化学物质中，这种化学物质可以抑制蛋白质——也许还会降低细菌感染柑橘的能力——细胞就会明显变绿。
这一视觉信号使得在斯坦福大学高通量生物科学中心的帮助下筛选超过12万种不同的化合物成为可能。该屏幕识别出130种化合物，可以在不影响细胞生长的情况下使细胞的绿光变暗。
朗解释说:“我们的系统让我们找到了非常特殊的抑制剂，它不会伤害有益的细菌。”“与一般抗生素的环境喷洒相比，这类抑制剂将是一个巨大的进步。”
除了研究这130种化合物，该小组还表示，其他研究人员现在可以用他们设计的系统测试其他化学物质，或者检测不同的基因。
巴尼特说:“有了这个系统，来自这种病原体或与之密切相关的病原体的任何基因都可以以一种非常受控、非常有效的方式进行检测。”“多年的研究已经进入研究和与中国绿僵菌的工作，现在可以节省多年的时间，其他人本来会花在从零开始开发这样一个系统。”
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