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出品：科普中國(guó)

作者：喻亞靜（中國(guó)普通微生物菌種保藏管理中心主任）

監(jiān)制：中國(guó)科普博覽

編者按：為解碼生命科學(xué)最新奧秘，科普中國(guó)前沿科技項(xiàng)目推出“生命新知”系列文章，從獨(dú)特的視角，解讀生命現(xiàn)象，揭示生物奧秘。讓我們深入生命世界，探索無(wú)限可能。

大家都對(duì)銀行不陌生，安全還能增加利息，大人們會(huì)把自己的一段時(shí)間不需要使用的錢存進(jìn)銀行，在需要使用的時(shí)候從銀行中提取出來(lái)。但是除了這種金融銀行，其實(shí)還有一種神奇的銀行——生物銀行（Biobank）。

作為生物，我們每個(gè)人都在不知道的時(shí)候，在其中存了些東西，也在不知道的時(shí)候，常常享受它們帶來(lái)的福利。

生物銀行業(yè)也被稱為生物樣本庫(kù)，跟金融銀行一樣，科學(xué)家、醫(yī)生或者一些企業(yè)會(huì)把自己在科研、醫(yī)療或者研發(fā)過(guò)程中獲得的生物材料存進(jìn)生物銀行，在需要使用的時(shí)候再申請(qǐng)?zhí)崛〕鰜?lái)。

同時(shí)，生物銀行還有一個(gè)不同于金融銀行的特點(diǎn)，就是公益性。存進(jìn)生物銀行的生物材料除了自己使用，最重要的一點(diǎn)是通過(guò)生物銀行共享給世界各地的同行們，用于學(xué)術(shù)研究或者產(chǎn)業(yè)研發(fā)，共同開發(fā)利用生物銀行保藏的珍貴的生物樣本。

生物銀行是生物技術(shù)和生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，從科研到產(chǎn)業(yè)，從食品到醫(yī)藥，從農(nóng)業(yè)到工業(yè)都有非常多的生物銀行。

有趣的是，在生物銀行中，也有被稱為“四大行”的存在。它們分別保存著菌株、基因、細(xì)胞、種質(zhì)這四種重要的生物資源。

四大行之一“菌株銀行”

菌株銀行，顧名思義，就是保藏微生物菌種的。

我們?nèi)祟惖囊率匙⌒卸茧x不開微生物。人類的祖先很早就意識(shí)到了微生物的存在并且開始有意識(shí)地利用微生物。

一株分離自火山口湖的酵母菌出芽生殖電鏡照片

（圖片來(lái)源：中國(guó)普通微生物菌種保藏管理中心 李愛華）

大家猜猜，上面這是哪種微生物？

這就是我們現(xiàn)在已經(jīng)離不開的酵母。酵母菌長(zhǎng)得圓圓胖胖的，在出芽的時(shí)候還會(huì)有一個(gè)個(gè)小小的芽體，非常可愛。

酵母可以釀酒。中國(guó)科學(xué)院微生物研究所的科學(xué)家們用了幾年時(shí)間，對(duì)青藏高原的酵母菌資源進(jìn)行收集、分離和系統(tǒng)研究，在其中找到了一個(gè)種群。通過(guò)多基因和基因組分析后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)年正是這些酵母，通過(guò)絲綢之路，傳到了歐洲，成為今天盛行全球的拉格啤酒酵母的起源。

酵母還可以制作香甜松軟的饅頭、面包；乳酸菌可以把牛奶“變”成酸奶、奶酪；還有醬油和醋的釀造，也離不開各種微生物。更別提，各種食用菌其實(shí)也是獨(dú)特的微生物。

多種多樣的食用菌

可以想象，如果沒(méi)有微生物，我們的餐桌恐怕會(huì)變得十分單調(diào)！

中國(guó)普通微生物菌種保藏管理中心里有11萬(wàn)株來(lái)自世界各地的微生物菌種，它們有的可以生產(chǎn)維生素、抗生素、降解塑料，有的可以讓農(nóng)田變得肥沃、讓石油或者玉米變出我們穿的衣服，還有的可以讓我們保持活力健康和苗條。微生物菌種資源就像一個(gè)巨大的寶庫(kù)，等待我們的“挖掘”。

四大行之二“基因銀行”

在基因銀行里中最重要的是人的基因庫(kù)。此外，重要的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物、珍稀野生動(dòng)物、珍稀植物、藥用植物和微生物也都會(huì)有基因庫(kù)。

基因是什么？通俗地說(shuō)，基因就是一本生命的天書，在這本書里定義了每個(gè)人、每個(gè)動(dòng)物、每個(gè)植物、每個(gè)微生物基本會(huì)長(zhǎng)成什么樣子，這本書還會(huì)一代一代往下傳遞。因此，讀懂基因天書就是我們理解生命的開始。

現(xiàn)在我們有了各種現(xiàn)代化的生物技術(shù)手段，不僅可以讀懂生命之書，還可以修改生命之書，讓動(dòng)物、植物、微生物按照我們?cè)O(shè)定的方向去改變。甚至有一些人類的遺傳疾病，也可以通過(guò)特殊的基因修飾手段，得到有效的治療。只是，因?yàn)槿祟惖纳畷^(guò)于復(fù)雜，我們必須保持敬畏和謹(jǐn)慎的態(tài)度，基因治療還有很長(zhǎng)的路要走。

四大行之三“細(xì)胞銀行”

大家在日常生活中經(jīng)常聽到的一個(gè)細(xì)胞銀行，應(yīng)該是臍帶血銀行。

為什么要采集剛出生的小嬰兒的臍帶血呢？因?yàn)槟殠а泻蟹浅６嗟母杉?xì)胞。干細(xì)胞具有無(wú)限的自我更新能力，能夠發(fā)育成神經(jīng)、血管或者各種組織器官。因此，當(dāng)這個(gè)孩子長(zhǎng)大以后，如果某一個(gè)時(shí)刻需要一些特殊的細(xì)胞進(jìn)行治療，就可以提取出臍帶血，對(duì)干細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)并誘導(dǎo)分化為定制的治療細(xì)胞，提供個(gè)性化治療方案。

干細(xì)胞庫(kù)是更專業(yè)的公共服務(wù)平臺(tái)，比如說(shuō)國(guó)家干細(xì)胞庫(kù)可以面向科研或者企業(yè)提供經(jīng)過(guò)質(zhì)量認(rèn)證的多能干細(xì)胞，幫助科研人員研發(fā)藥物或者幫助醫(yī)院提供更廣泛的精準(zhǔn)醫(yī)療方案。

現(xiàn)在有很多的醫(yī)療案例，比如說(shuō)造血干細(xì)胞移植治療紅斑狼瘡、溶血性貧血、急性白血病等血液病，神經(jīng)干細(xì)胞可以治療腦癱、脊髓損傷、運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元病、帕金森病、腦出血、腦梗塞后遺癥、腦外傷后遺癥等神經(jīng)系統(tǒng)疾病；還有一些免疫系統(tǒng)疾病如糖尿病、皮肌炎、肌無(wú)力、血管病變、硬化病等，干細(xì)胞治療也是治療方法之一。

四大行之四“種質(zhì)銀行”

種質(zhì)資源庫(kù)對(duì)于農(nóng)林牧漁業(yè)都有非常重要的作用，不管是種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)還是水產(chǎn)行業(yè)都有自己種質(zhì)庫(kù)，這也是大家現(xiàn)在可以吃到全球各地珍饈美味的重要原因。

很多國(guó)內(nèi)外的優(yōu)秀農(nóng)產(chǎn)品的種質(zhì)資源通過(guò)種質(zhì)庫(kù)保存下來(lái)，引進(jìn)到合適的地方進(jìn)行生產(chǎn)，極大地豐富了我們的餐桌食物種類。比如說(shuō)在我國(guó)新疆的千里大漠、天山腳下，居然也可以養(yǎng)殖三文魚、南美白對(duì)蝦、羅氏沼蝦、澳洲淡水龍蝦和大螃蟹。

未來(lái)，也許能從“生物銀行”到“生物超市”

說(shuō)完了這么多生物銀行，暢想一下，如果有一天，我們的科學(xué)家把生物從基因到蛋白、從序列到功能，也就是把生命天書讀得清楚明白，也許“生物銀行”就能變出“生物超市”了。

這樣，不僅能把我們存進(jìn)去的生物材料拿出來(lái)用，還可以用人工智能設(shè)計(jì)各種各樣天然不存在的生物元件和生物模塊?？茖W(xué)家們只需要把這些模塊從超市的貨架上取下來(lái)，自己組裝起來(lái)，就能得到各種微生物、細(xì)胞、動(dòng)物或者植物，他們可以生產(chǎn)疫苗、藥物、蛋白或者小分子肽，也能生產(chǎn)比鋼鐵還堅(jiān)韌的塑料，比蛛絲還強(qiáng)勁的纖維。

當(dāng)然，前提是我們能夠完全讀懂生命這本天書，還需要嚴(yán)格明確的法律條規(guī)來(lái)約束“生物超市”的發(fā)展和應(yīng)用。現(xiàn)在，就讓我們先建設(shè)生物銀行，盡情探索生命的奧秘吧！

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