图为邦妮·L·巴斯勒：细菌聆听者

你能想象吗？细菌也能相互交谈、彼此倾听甚至相互合作。这些年来，分子生物学教授邦妮 · L · 巴斯勒（Bonnie L. Basler）一直在聆听来自微生物世界的声音，或许，她就是“细菌世界语”的发现者。

邦妮 · 巴斯勒：聆听细菌交谈的人她发现了潜在的“细菌世界语”——复合AI-2，一种有可能为新一类抗菌药物提供靶位的诱导物。

她本可能成为一名兽医，但因为不能克服解剖动物时的生理不适而最终放弃。

她爱好戏剧、歌曲和舞蹈，偶尔还参加表演，并选择了一名舞蹈教练作为丈夫。

对所取得的科学成就，她说：“我总是认为一切都错了，什么都不适合我，结果我带给学生们的小礼物也被他们认为是错的。”

清晨一大早，邦妮 · L · 巴斯勒就匆匆穿过普林斯顿大学的校园，紫色外套在阳光下格外鲜艳，棕色的卷发上下跳动着，爽朗的笑声打破了校园的沉寂。她刚参加完6： 15的有氧健身班，这是她每天都坚持的活动，她说：“我每天早上5：42准时起床，一分钟也不早，一分钟也不晚。”而当话题转向她的工作时，她的话语就变得更加有力。“我做事总是风风火火，”她笑着说，“我得及时停下来。”

现年41岁的巴斯勒是2002年度麦克阿瑟基金会天才奖获得者，这位偶尔客串一下演员、舞者和歌手的分子生物学教授正在研究细菌以及细菌群体密度感应现象（Quorum sensing）——这是一门新兴的学科，主要研究细菌在族群内部和外部进行交流的方式。即使在不久以前，还没有人会以为细菌能互相沟通，甚至会一起合作改变行为方式。而巴斯勒的研究却改变了传统的观点，她已经鉴别出细菌的一些方言（不同细菌之间不同的遗传机制和分子机制）。但她研究成果的引人注目之处还在于：她识别出了有可能是各种细菌之间共享的通用语言，她笑称那是一种“细菌的世界语”。

密度感应：细菌沟通的方式

顾名思义，密度感应是描述细菌确定自己周围有多少同伴的方式。如果细菌聚集到一定的数量（阈值），它们就能够开始干正事，否则只是胡闹。例如，数以百万计的可发光细菌能够在它们的寄主鱿鱼面临危险时，决定同时发光帮助它向下反射光线从而消除掉身体的阴影，不让来自下方的掠食动物发现鱿鱼的踪迹。沙门氏菌会等到自己的族群集合完毕，然后才释放出一种毒素来使它们的寄主生病；如果这些细菌单独行动，而不是作为一支部队集体行动，那么免疫系统极有可能把它们统统消灭掉。研究人员还发现，细菌也使用密度感应来形成覆盖在牙齿上的牙垢膜，也可以用同样的方式调控孢子的繁殖与形成。

如果密度感应真是那么有效的话，其意义将十分重大。它首先提供了一种思考生物进化的方法：也许早期的微生物正是通过密度感应传达信息，根据不同的功能把自己组织起来，从而形成复杂的生物体。更实际地说，密度感应为医学提供了一种策略：如果破坏危险细菌（如对抗生素产生了耐药性的肠球菌）的通信系统，也许这些病菌就无法如此有效地组织它们的攻击了。就像巴斯勒所说的那样：“我们可以使细菌成为聋子，也可以使它们变成哑巴。”

对细菌密度感应的研究起源于上世纪60年代晚期。科学家J·伍德兰·黑斯廷斯（J. Woodland Hastings）和肯尼思 · H·尼尔森（Kenneth H. Nealson） 发现费氏弧菌这种海洋细菌在数量较少时，并不发光，但当它们的数量聚集到一定的阈值时就会发光。两位研究者推测，细菌会发出一个信号（他们称之为自诱导物） ，大声高呼“我们到齐了！我们到齐了！”当这些杂乱的声音变得足够响亮的时候，整个细菌族群就发出光亮。1983年，当时在美国加利福尼亚州拉霍亚的阿古朗（Agouron） 研究所工作的迈克尔·R·西尔弗曼（Michael R. Silverman） 与他的一位同事识别出费氏弧菌自诱导物及其接受器的基因。

巴斯勒在完成了约翰斯 · 霍普金斯大学的博士学位后，于1990年起开始同西尔弗曼合作。她准备集中精力研究另一种发光的海洋细菌哈氏弧菌，以便确定它的信号系统是否类似。她着手培养突变型细菌——在这儿剔除一个基因，或在那儿剔除一个基因，试图找到能够破坏触发细菌在同族中发出生物光的基因。她俏皮地说：“关掉 房间里的灯，寻找那些应该明亮却暗淡或应该暗淡却明亮的细菌。这就是笨人的遗传学研究。”最终，巴斯勒找到了哈氏弧菌的自诱导物及其接受器的基因。

AI-2：微生物世界的通用语？

巴斯勒还发现了一些令人惊奇的现象：如果她把剔除了两个基因的哈氏弧菌放入混合的菌群中（也就是说，放在大量不同种类细菌的周围）结果它发光了。巴斯勒指出：“所以我 知道存在第二个系统”，细菌“在它们的基因组里不会变得迟钝，因此这一系统一定有一套单独的规则。”其他种类的细菌也正在释放哈氏弧菌对其作出反应的某种东西，巴斯勒称之为自诱导物2号（AI-2） 。

在1994年，对密度感应的研究开始活跃起来，这时的巴斯勒搬到了普林斯顿。经过一段时间，她和其他人一起揭示了像霍乱弧菌之类的细菌通过密度感应启动毒素的释放阀。他们还发现，测试的每一种细菌都有其本身的自诱导物，即用来与自己同类交谈的诱导物：革兰氏阴性细菌，如绿脓假单胞菌，使用不同版本的AHL分子（高丝氨酸内脂） ；革兰氏阳性细菌，如金黄色葡萄球菌，则使用缩氨酸。

但是，巴斯勒所观察过的大多数细菌也使用AI-2。到1997年，“我们已经能够看到所有这些细菌都制造这种分子，而且不仅仅是来自海洋的神秘细菌，”巴斯勒回忆到，“因此我们认为，细菌必定有一种方法把自己与别人区分开来。”对于巴斯勒来说，“不同细菌之间也会交谈”的观点十分有意义。她说： “每天早上，你牙齿上有600种细菌，它们的结构看起来是完全相同的：这个家伙简直就是那个家伙。在我们看来，这一点似乎很难做到，如果你能要认清你自己，你就必须得知道‘ 别人’。”

巴斯勒和她的学生们着手提纯并表述AI-2的特征。最终，通过斯蒂芬 · 肖德尔（Stephan Schauder）的努力及弗雷德里克·M·休森（Frederick M. Hughson）和陈新（Xin Chen）的结晶学，他们做到了。AI-2 与众不同之处在于，它是一种有硼嵌于其中的糖。巴斯勒大声地说：“这个分子的确太神奇了，它是第一个使硼具有生物学功能的东西。绝对是的！"

现在巴斯勒和她的同事们正在，设法确定AI-2是否确实是作为一个信号单独工作，而不是与其他分子携手共同创造“语言”的一个分子。如果它是后者，那么就不会有世界语。“她的工作确实是一流的，”纽约大学的微生物学家理查德 · P·诺维克（Richard P. Novick）评价说，“争议的焦点在于AI-2从何而来，为何而来。而且，它在不同系统中扮演什么角色也不清楚。”

一些科学家也在关注密度感应的各个方面，但他们怀疑巴斯勒的对细胞交谈的解释是否稍微过了头。“细菌真的会交谈吗？会不会只是一种巧合？”康奈尔大学的微生物学家斯蒂芬 · C · 怀南斯（Stephen C. Winans）提出疑问，“她的观点已经认定这些细菌想要互相交谈，但或许言过其实了。”

巴斯勒是为数不多的几位与多家公司合作开发药物的细菌密度感应研究者之一。目前，巴斯勒仍旧专注于对AI-2的研究，她希望能为自己和朋友在1999年创办的公司找到新的抗菌药。“这实际上被看作是边缘学科，”巴斯勒说，“就是现在这个令人惊异的领域，十年前还根本不存在。”