[科普中国]-蜕变：木糖醇高产菌的进化之路

——XYL335在工业生产菌表彰大会上的讲话
大家好，我叫XYL335，是一株木糖醇高产菌，对，就是口香糖里常用的那种甜味剂。与今天的很多参会代表们一样，也是通过代谢工程锻炼出的的工业高产菌株。我能将植物原料中丰富的木糖转化为木糖醇。今天非常荣幸能与大家分享我是如何从一株普通的大肠杆菌经过历练，成长为木糖醇高产菌的，希望大家能从中收获一些对自己有用的东西。
我出身平凡 我出身自极其普通的大肠杆菌家族，由于我们培养方便、繁殖快、结构简单，所以被科学家选定，作为细菌界的代表来研究。我们家族也很看重这个荣誉，所以一直勤勤恳恳地配合科学家们的工作。经过几十年的发展，我的家族的成员们接连成为了生物产业的明星。刚刚出来闯天下的我也是一直乖乖地听话，相信自己会像家族中的那些明星成员一样有用武之地。虽然我也对食物不太讲究，但也还是偏爱更好消化的葡萄糖和蔗糖这些细粮。忽然有一天，科学家给了我一些木糖，虽然不太好吃，但为了将“不挑食”这一家训坚持下去，我还是尽可能地多吃了一些。不知什么原因，之后的我肚子有些难受，虽然我依然打算继续坚持，但细心的科学家还是发现了我的异常。 经过科学家的仔细检查和分析，发现原来我并没能把木糖完全消化掉，而是将少量的木糖转化成了木糖醇。当时我很担心科学家会把我当成缺陷品而抛弃。然而，我错了，命运给我开了一个玩笑，或者不如说是惊喜——我将因自己的这种缺陷而特别！因为在科学家们眼里，我合成的木糖醇是一种非常好的东西，能替代传统的食糖，安全地添加在食品、药品和化妆品中。知道这个消息以后，尽管木糖确实不太好吃，但我还是尽力多吃，希望能多生产出一些木糖醇。
凤凰涅槃 科学家们说，我的体内存在这样一条代谢途径，它能将外来的木糖在木糖还原酶的作用下转变为木糖醇，其中的一部分就作为养料消化掉，没被消化的部分就成为了人们可以回收的产品。不过单靠我自身的努力还是远远不够的，在科学家的帮助下，我接受了一场接一场炼狱般的代谢途径升级改造。每经过一次改造，都会我的一些基因都会被去除，或者换上一些新的基因。每一次，我都要经历抗生素的筛选，但每一次，我都咬紧牙关挺了过来。 起初，他们在我的基因组中多加了一份编码木糖还原酶的基因，希望我能更好地消耗木糖，然而这并没有使我比之前更爱吃木糖。不过科学家们本着“他山之石，可以攻玉”的观点，用来自真菌的木糖还原酶替换掉了我的木糖还原酶基因。经过这次大改动，我很开心地发现自己越来越喜欢吃木糖了。然而，科学家们并没有表现出多大的欢欣，原来，虽然我吃了更多的木糖，却没有合成更多的木糖醇。这样下去不就是个饭桶吗？我又独自消沉了起来。 但科学们没有放弃，他们认为，既然我们成功地在代谢途径中为木糖醇开了源，那么接下来就可以通过节流而让木糖醇积累起来了，于是就对我进行了第二次改造：去掉了我体内分解利用木糖醇的基因……对不起，我想起辛酸事来了，因为那段日子可真是难熬呀——我想吃却消化不了，想工作却没力气，所以最后生产的木糖醇还是很少。不过在科学家发现异常，而为我供给了一些葡萄糖做口粮后，我顿时变得有了力气，精神饱满地将大量的木糖转化成了木糖醇。 我努力的结果也给了科学家们信心，他们决定继续帮助我改造。在第三轮改造中，科学家进一步提高了之前换进来的木糖还原酶的基因的表达量，将开源作用发挥到了极致。最终，这成就了现在的我。 后来，科学家还专门为我研制了最合适的培养基，我便可以一直以最佳效率生产木糖醇了。自那时以来，我就肩负着木糖醇的生产任务一直努力到现在。
努力没有终点 木糖醇的市场需求量很大，但产量却依然有限，这是因为作为原料的木糖的价格比较高。不过，科学没有终点，我的努力也不会停下。我很快就要接受又一轮改造，如果成功的话，我或许能将廉价的纤维素转化成木糖醇，从而大大降低原料成本。 请允许我最后做个总结：平凡的出身并没有让我妄自菲薄，用途得当的话，有缺陷的特质也会变成有价值的闪光点，遗传工程改造让我突破了自然进化的限制。俗话说，吃得苦中苦，方为人上人，如今的高产工程菌之所以能在生物化工领域占据重要地位，做出非凡贡献，靠的也是这个。我希望，无论是今天坐在后排的新星菌株，还是坐在前排的已经成就了一番事业的明星菌株，都要继续努力，勇敢地面对接受改造的风险和挑战，争取成为菌上菌！谢谢大家！