文 sheep

现代遗传学之父Gregor Mendel（格雷戈尔·孟德尔）的酵母肖像，来源：yeastart.org

这不是Georges Seurat（乔治·修拉）的点彩画，不是Andrew Warhol（安迪·沃霍尔）的汤罐头，也不是妈妈的十字绣。这是由纽约大学朗格尼医学中心的科学家以基因改造过的活酵母为颜料创造出的两幅图像——汤罐头和现代遗传学之父Gregor Mendel（格雷戈尔·孟德尔）的肖像。

酵母可以被用来画画吗？我们先来了解一下酵母是什么。

酵母是一种真菌，泛指能发酵糖类的各种单细胞微生物。我们很难想象人类会在没有呼吸的情况下生活，但许多微生物可以在无氧的环境中生长和生存。发酵就是在厌氧途径下，利用糖为活细胞产生能量的过程。发酵分为乳酸发酵和酒精发酵这两种主要类型。

“发酵”一词来自拉丁语“fervere”，意思是沸腾，发酵过程中产生的二氧化碳气泡使液体看起来像是在沸腾。英语中发酵一词fermentation是从fervere派生而来的，原意为“翻腾”，它描述果汁或麦芽在发酵时产生气泡的现象。

发酵的历史十分悠久。考古学家在中国挖掘出的陶罐中就发现了某种发酵饮料的痕迹，就此，科学家推测，早在公元前7000年的新石器时代，人类就开始使用发酵技术。

发酵现象早已被人们所认识，但了解它的本质却是近200年的事。Antonie van Leeuwenhoek （安东尼·范·列文虎克）于1665 年首次用显微镜观察到微生物，为200 年后科学家探索发酵的本质奠下基础。1857年，法国科学家Louis Pasteur（路易·巴斯德）将空气通进酿酒液，他发现，在酵母的细胞量增加的同时，酒精的生成量减少了。就此，巴斯德总结，酿造酒精归结于酵母体的发酵作用。发酵需要活细胞，酵母在这一过程中起着至关重要的作用，后来人们将此现象称为“巴斯德效应”。

自古以来，无论东、西方，只要是人类文化蓬勃发展的地方，都会发现发酵留下的痕迹，发酵在人类文明中十分重要。酵母被看作是当今生物技术的主力军，常被用于合成生物学的研究，其成果多种多样，如食品生产、啤酒和葡萄酒生产、疫苗制造、塑料生产和碳捕获等等。

‍‍‍‍‍‍‍‍‍

在绮丽浪漫的风景中学习色彩理论；从鬼斧神工的自然中捕捉精美的构图，艺术家不断地从社会各领域的进步中获取点点灵感；从颜料到细菌，绘画形式也已远超传统的方式。

《大碗岛的星期天下午》，来源：wiki

1886年，Georges Seurat（乔治·修拉）和Paul Signac（保罗·西尼亚克）作为后期印象画派的代表人物，创造了一种用圆形色点进行点彩的画法。修拉的代表作《大碗岛的星期天下午》，画面上布满了精密、细致排列的小圆点，这些小圆点是用不加调和的暖、冷色以及相近色、互补色等堆积而成的，在欣赏者一定距离的视角范围内观看，形成了极为鲜艳和饱满的色彩效果。

回顾我们开头提到的酵母作画，那是纽约大学格罗斯曼医学院博克实验室小组探索的一种新技术：研究人员对酵母细胞进行基因改造，使其表达不同的颜色，数以万计含有酵母的微小液滴以优美的排列方式被种植在琼脂板上——就像点画法一样，小点簇形成图像后在培育箱中生长，这种效果被称为“生物点彩法”。

《带珍珠耳环的少女》酵母肖像，来源：yeastart.org

为了创建这些图像，科学家们编写了一个机器人程序，通过声波将微小的液体酵母液滴输入到琼脂生长板上的微型细胞中。

定形后，下一步就是填色。该团队培育了含有不同植物色素的菌株以填充“颜料盒”。根据实验室技术人员Jasmine Temple 的说法，当前的调色板包含 11 种颜色：黑色、白色、灰色、深橙色、浅橙色、深黄色、浅黄色、红色、粉红色、紫色和蓝色。

调色板中的各种酵母颜色。来源：yeastart.org

Boeke将酵母细胞接种带有色素的细菌，这样的酵母接种物被称为“生物像素”。生物像素被逐个地喷射在倒置的琼脂板上以“打印”出图片，菌落在培养箱中放置生长了几天后，图像好像活了一样，酵母细胞会在几天内增长。在数周内，画作的颜色会越来越鲜艳。

酵母艺术作品《纽约市日落时分天际线》在 4˚C 下放置 14 天后，来源：yeastart.org

酵母艺术逐渐形成了一种新兴的艺术流派，这张捕捉纽约市日落时分天际线的图像在2016年FASEB生物艺术比赛中获奖。下面我们欣赏一些酵母艺术作品。

酵母艺术作品《梦露头像》。来源：yeastart.org

酵母艺术作品《呐喊》。来源：yeastart.org

酵母艺术作品《小猪》。来源：yeastart.org

酵母艺术作品《美人鱼》。来源：yeastart.org

酵母艺术作品《维特鲁人》。来源：yeastart.org

艺术可以通过与科学的结合，无限延展边界，将一些未来的可能性具象化。随着我们继续绘制和重塑人类在生态系统中的角色，我们是不是可以猜测，酵母能成为未来可持续设计问题的答案？

Reference:

http://www.yeastart.org/art/   

https://www.nytimes.com/interactive/projects/cp/summer-of-science-2015/latest/painting-with-genetically-modified-yeast?smid=pl-share

http://blogs.nature.com/naturejobs/2017/03/09/painting-with-yeast/

https://med.nyu.edu/research/boeke-lab/research/yeast-art

https://www.fastcompany.com/3051198/these-paintings-are-made-from-genetically-modified-yeast

转载内容仅代表作者观点

不代表中科院物理所立场

如需转载请联系原公众号

来源：科学艺术研究中心

编辑：藏痴