大肠杆菌是肠道中数量最多的一种细菌，多数无害，一部分致病，现在还有一种可以挥洒丹青，“绘制”出绚丽多彩的画作。
平板上的细菌“绘制”的蜥蜴图案。
这就是麻省理工学院的生物工程师 Christopher Voigt 团队最近改造的大肠杆菌。这种细菌被彩色光照射时，可以感受到光照并产生相同颜色的色素，18 小时就能“绘制”出一幅完整的画作。成果最近发表在《自然化学生物学》。
这是合成生物学的成果，用感光酶来调控荧光蛋白的合成。Voigt 团队早在 2005 年时就用细菌画过素描，当时用 4 个基因调控大肠杆菌产生黑色素，画出黑白的作品。新的 RGB 系统则更为精密和复杂，涉及到 18 个基因，其中 3 个是编码光敏蛋白的基因，分别负责感应红（波长 705 nm）、绿（波长 535 nm）、蓝（波长 470 nm）三种波长的光。其它的基因则分别负责信号传递、分配资源和合成色素。
细菌形成的单色马里奥图案。 
Voigt 团队把它叫做“迪斯科细菌”，随着光照展现不同的风采。他们把细菌涂在培养皿上，用特定波长的彩色光线照射，细菌就会开启精密复杂的基因机器，感应光线，解码基因，合成相应颜色的荧光蛋白。各个过程相互兼容、互不干扰，最终模拟投影形成细菌图像。
图案细节，放大的区域为 1 平方厘米。
尽管画作的生成需要经过数次尝试，但基因工程让自动化的绘画过程成为了可能，使细菌可以像电路一样运行，在特定波长光的照射下，从基本的原料一步步合成斑斓的颜色。
这个研究的成果不仅仅是漂亮的图片。相比用化学物质控制微生物的合成反应，用光来调控会简单和便宜许多。就像是用迪斯科球就能控制舞厅里所有的舞步一样，远程控制，随关随停，按需生产。这就需要研究人员找到更多编码光敏蛋白的基因，来控制更复杂结构的合成。
而 Vigot 团队也想要将这种合成系统从平面培养皿扩展到 3D 世界，将 3D 打印和生物学结合起来，用细菌来合成更多有趣的结构，比如药品、生物制品等。
培养皿的方寸之间也有非凡的创造力。2015 年开始，美国微生物学会还举办了培养皿艺术大赛，吸引了全世界爱好艺术的科学家参加，你可以在 Facebook 页面观赏参赛作品。
题图及文中图片来自论文 doi：10.1038 / nchembio.2390
