日报标题：别还以为细菌就是「低等生物」，教科书都快要改了
没鹿角的乔巴，病毒博士，新手求赞
我来说几个细菌的吧，虽然我不是研究细菌的，但是总是能时时刻刻被那些看不见的东西 shock 一下，细菌远远没有我们想象的那么简单！
我搜了一下细菌，然后在百科条目里面得到了这样的定义：
可以看出里面用词，只存在称作，原始单细胞生物，结构简单，原核生物.......似乎人们对于微生物的认识还只是那时一些自然界中低等的生物，偶尔的只有当它们引起流行病的时候才能引起我们的关注。过了十几年了，现在的定义和我在中学课本中学到的细菌的描述，似乎没有本质上的区别。
神迹 1:细菌拥有后天获得的免疫记忆
中学的时候我们关于细菌免疫的定义还是局限在细菌拥有细胞壁，是保护细胞被外界病毒侵染的（也叫做噬菌体）主要保护层，细胞壁的厚度和组成成分决定了细菌对于外界不良环境的抵抗能力，一旦病毒进入细菌体内，那么他们就只能乖乖的被蚕食，等待死亡了。
可事实完全不是如此，细菌响亮亮的打了我们的脸，他们不仅有免疫系统，而且复杂程度远远的超出我们的想象。
细菌的这种获得性免疫系统叫做 CRISPR，是英文 Clustered regularly interspaced short palindromic repeats 的缩写。在目前已经发现的细菌中的百分之四十，古细菌中的百分之九十都拥有这种系统。CRISPR 和我们获得免疫记忆的过程非常的相像，大致来说可以分为获得免疫，产生 CRISPR RNA，和消除目标外源 DNA。当一种新的病毒进入到细菌的体内，这种病毒特有的一小段外源性的基因片段就会被细菌保留下来，然后被整个到细菌的基因组上面去，细菌可以容纳成百上千个这种基因片段，因为这些片段都非常多小，而且不同的片段间有着相同的重读序列（spacer）。当病毒再次进入到细菌体内的时候，被整合到细菌基因组上的片段这回就像一个标志物一样，可以帮助细菌准确的找到病毒，并用相应的核酸酶分解病毒的基因，就像我们体内的抗体一样，一旦我们记住一种病毒，他们就不会在我们体内引起疾病了（除非他们发生了了不起点突变，免疫系统不在认识他们了）。只不过在 CRISPR 系统中，细菌生产的并不是抗体，而是 RNA，也被叫做引物 RNA，可以帮助细菌准确的找到入侵的细菌。
而写最近的研究成果表明，细菌不仅可以识别外源病毒的 DNA （叫做 CRISPR／Cas9 和 CRISPR／Cpf1 系统，Cas9 是第一个被发现的核酸酶，Cpf1 是另一种核酸酶），而且还可以直接识别外源病毒的 RNA（CRISPR／C2c2）。随着研究的深入，人们也发现了更多的不同的 CRISPR 系统，已经上百种不同的蛋白参与其中，但是因为细节太过专业，也就不详细表述了。有兴趣的朋友们可以去看这篇论文［1］
因为 CRISPR 中的核酸酶可以特异性的识别基因序列并且进行特异性的剪切，而且相对比较容易的被分离出来，所以大规模的被应用到了基因工程上，到目前为止上百种物种的基因组在实验室内已经被特异性的改变了（在实验室中），未来我们可不可以用这种工具去对人进行基因编辑，是目前最流行的讨论，因为这种工具理论上存在帮助我们消除疾病，获得我们想要性状的可能性（比如我女朋友就梦想着要一个金发碧眼的小宝宝，虽然我们都是黑头发小眼睛，但是我们可以改变孩子的基因序列呀，把小眼睛基因变成大眼睛基因）。但是道德上当然存在很大的争议。
神迹 2:肠道微生物影响着我们很多生理过程
我想，20 年前，你告诉一个人你肠子里造屎的微生物可以影响你脑子的功能，那么那个人一定会说你 TMD 脑子一定进屎了。但是随着研究的深入，我们肠子和胃里面微生物持续给我们制造着惊喜。
（我们肠子里形形色色的微生物）
我们肠道里面微生物的数量远超身体里面其他部位微生物的数量，比他们加起来的总和还多。而且扮演者非常非常重要多作用。他们扮演着我们抵抗很多病源微生物入侵的第一道屏障。同时他们还帮我们分泌很多我们必须的元素，维生素 B，K 的合成，乙酸，羧酸的代谢等等。但是最近最最令人兴奋的研究结果是，肠道微生物也许能影响我们的脑功能。
我们肠道里面的微生物最初是在我们的母亲那里得到了，加上出生三年环境中获得的各种微生物，形成了每个人独特的肠道微生物组成，这些组成的成分每个人和每个人都是不一样的，结果就是我们的肠道微生物可以像我们的指纹一样独特。越来越多的实验表明我们的肠道微生物可以影响我们的情绪和行为。研究人员给胆小易焦虑的小鼠喂食了一些来自比较勇敢，善于探索周围环境小鼠的肠道微生物，结果容易焦虑的小鼠变的非常乐于探索周围陌生环境。同样的给善于探索环境的小鼠喂食来自焦虑小鼠的肠道微生物，他们也变的胆小焦虑。
越来越多的实验正在朝着希望可以通过改变人们肠道微生物的组成，来治疗某些疾病的目的，虽然我们对于肠道微生物现在的认识还是有限的水平，但是无疑，他们越来越让我们相信，他们在我们的身体中扮演着非常重要的角色。
Reference：
［1］Unravelling the structural and mechanistic basis of CRISPR–Cas systems. John van der Oost,Edze R. Westra,Ryan N. Jackson & Blake Wiedenheft. Nature Reviews Microbiology 12, 479–492 (2014) doi:10.1038/nrmicro3279