研究人员改造了一般小鼠(如图所示)的基因,让它们对爆炸物更敏感。
(图片来源:AP Photo | Robert F. Bukaty)
科学家们通过工程方法制造出了卡通太空飞鼠的现实版本,它们有超级强大的嗅觉,可以跑来跑去,嗅出隐藏的地雷。
纽约市立大学亨特学院(Hunter College of the City University of New York)的研究人员用遗传工程改造了动物,让它们在嗅出地下爆炸物的能力上比同类强500倍。研究人员希望这些“英雄小鼠”预警掩埋的炸弹。
现实是,隐藏的地雷是全球近70个国家中致命因素。而且找到并移除这些地雷既昂贵又危险。目前,搜索地雷主要使用金属探测器,雷达,磁力计和嗅探犬。
比利时的组织APOPO已经把非洲巨鼠(giant African pouched rats)作为一种更便宜的寻找地雷的方法。这些大鼠并没有被修饰过基因,但是它们对味道的感觉能力足以找到**。这些嗅探炸弹的大鼠可以学会在发现隐藏的地雷时抓挠地面(幸运的是,它们体积非常小,所以不会引爆炸药)。尽管这些毛绒绒得扫雷仪很有效(只要两位操纵者,它们就能在一小时里覆盖一片金属探测器需要整整两天才能覆盖的土地)。不过这些大鼠需要9个月时间的训练才会变得可靠,训练过程的花费是每只大鼠大约6000欧元。
不过,经过基因工程改造过的小鼠对**却非常敏感,以至于只要遇到TNT分子就会不由自主地改变行为。所以它们几乎无需训练。亨特学院的神经生物学家Charlotte D'Hulst在神经科学学会(Society for Neuroscience)的会议上报告了她的工作:利用遗传修饰,让小鼠有1万到100万个带有TNT探测受体的嗅觉神经元,而一般小鼠只有4000个。她说:“也许把对这种气味的检测限扩大了500倍。”小鼠鼻子里的每个嗅觉神经元只分布一种嗅觉受体,一般来说,对每种特定的受体而言,每一千个神经元中只有一个神经元里可以找到它。但是in D'Hulst培养的小鼠体内,大约有一半的气味探测神经元带有TNT探测受体。
俄克拉荷马大学医学院(University of Oklahoma College of Medicine)的Danny Dhanasekaran首先鉴定出了这种特定的气味受体。Dhanasekaran介绍说,一种气味通常可以被一些不同种类的气味受体感知,这样就能帮助自然的鼻子更容易更准确地辨别出味道。不过,通过工程学改造出大量的单一种类可感知TNT的受体,D'Hulst和她的同事们“也许可以加强系统的敏感程度,并可将之容易地应用在地雷探测操作过程当中,”Dhanasekaran说,他正继续寻找其他的TNT型受体。
D'Hulst希望,让整个嗅觉系统大量地只为一种气味服务,可以成为判断改造过的小鼠是否遇到TNT的方法。最近的一项研究说明,对嗅觉系统突然而强烈的刺激会引发发作(seizures),她说。“我只希望我们的小鼠在探测到地雷以后会出现发作的行为。我们不需要食物奖赏,而很可能会用无线电信号系统。一块植入芯片可以追踪、报告和记录小鼠的行为。研究人员仍然需要在行为学研究中检测这些小鼠。”
Roger Hess是Golden West Humanitarian Foundation(这是一家研发移除地雷技术的慈善团体)的室外操作主任。他表示,尽管嗅觉探测地雷的方法显现了潜力,但这仍然属于探测微量地雷气味的方法。从地底散发出的气味会受土壤和水体状况的影响,而且爆炸物的线索也许会在地雷实际埋藏地点的好几米之外,他说。此外,这种技术对于那些不存在缝隙,不让爆炸物气味散发出来的地雷没有作用。
“因为漏掉一颗地雷的风险很大,所以还要使用其他方法,”他说。
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