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出品：科普中國

作者：喻亞靜（中國普通微生物菌種保藏管理中心主任）

監(jiān)制：中國科普博覽

編者按：為解碼生命科學最新奧秘，科普中國前沿科技項目推出“生命新知”系列文章，從獨特的視角，解讀生命現(xiàn)象，揭示生物奧秘。讓我們深入生命世界，探索無限可能。

大家都對銀行不陌生，安全還能增加利息，大人們會把自己的一段時間不需要使用的錢存進銀行，在需要使用的時候從銀行中提取出來。但是除了這種金融銀行，其實還有一種神奇的銀行——生物銀行（Biobank）。

作為生物，我們每個人都在不知道的時候，在其中存了些東西，也在不知道的時候，常常享受它們帶來的福利。

生物銀行業(yè)也被稱為生物樣本庫，跟金融銀行一樣，科學家、醫(yī)生或者一些企業(yè)會把自己在科研、醫(yī)療或者研發(fā)過程中獲得的生物材料存進生物銀行，在需要使用的時候再申請?zhí)崛〕鰜怼?/p>

同時，生物銀行還有一個不同于金融銀行的特點，就是公益性。存進生物銀行的生物材料除了自己使用，最重要的一點是通過生物銀行共享給世界各地的同行們，用于學術研究或者產(chǎn)業(yè)研發(fā)，共同開發(fā)利用生物銀行保藏的珍貴的生物樣本。

生物銀行是生物技術和生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要基礎設施，從科研到產(chǎn)業(yè)，從食品到醫(yī)藥，從農業(yè)到工業(yè)都有非常多的生物銀行。

有趣的是，在生物銀行中，也有被稱為“四大行”的存在。它們分別保存著菌株、基因、細胞、種質這四種重要的生物資源。

四大行之一“菌株銀行”

菌株銀行，顧名思義，就是保藏微生物菌種的。

我們人類的衣食住行都離不開微生物。人類的祖先很早就意識到了微生物的存在并且開始有意識地利用微生物。

一株分離自火山口湖的酵母菌出芽生殖電鏡照片

（圖片來源：中國普通微生物菌種保藏管理中心 李愛華）

大家猜猜，上面這是哪種微生物？

這就是我們現(xiàn)在已經(jīng)離不開的酵母。酵母菌長得圓圓胖胖的，在出芽的時候還會有一個個小小的芽體，非?？蓯邸?/p>

酵母可以釀酒。中國科學院微生物研究所的科學家們用了幾年時間，對青藏高原的酵母菌資源進行收集、分離和系統(tǒng)研究，在其中找到了一個種群。通過多基因和基因組分析后發(fā)現(xiàn)，當年正是這些酵母，通過絲綢之路，傳到了歐洲，成為今天盛行全球的拉格啤酒酵母的起源。

酵母還可以制作香甜松軟的饅頭、面包；乳酸菌可以把牛奶“變”成酸奶、奶酪；還有醬油和醋的釀造，也離不開各種微生物。更別提，各種食用菌其實也是獨特的微生物。

多種多樣的食用菌

可以想象，如果沒有微生物，我們的餐桌恐怕會變得十分單調！

中國普通微生物菌種保藏管理中心里有11萬株來自世界各地的微生物菌種，它們有的可以生產(chǎn)維生素、抗生素、降解塑料，有的可以讓農田變得肥沃、讓石油或者玉米變出我們穿的衣服，還有的可以讓我們保持活力健康和苗條。微生物菌種資源就像一個巨大的寶庫，等待我們的“挖掘”。

四大行之二“基因銀行”

在基因銀行里中最重要的是人的基因庫。此外，重要的實驗動物、珍稀野生動物、珍稀植物、藥用植物和微生物也都會有基因庫。

基因是什么？通俗地說，基因就是一本生命的天書，在這本書里定義了每個人、每個動物、每個植物、每個微生物基本會長成什么樣子，這本書還會一代一代往下傳遞。因此，讀懂基因天書就是我們理解生命的開始。

現(xiàn)在我們有了各種現(xiàn)代化的生物技術手段，不僅可以讀懂生命之書，還可以修改生命之書，讓動物、植物、微生物按照我們設定的方向去改變。甚至有一些人類的遺傳疾病，也可以通過特殊的基因修飾手段，得到有效的治療。只是，因為人類的生命之書過于復雜，我們必須保持敬畏和謹慎的態(tài)度，基因治療還有很長的路要走。

四大行之三“細胞銀行”

大家在日常生活中經(jīng)常聽到的一個細胞銀行，應該是臍帶血銀行。

為什么要采集剛出生的小嬰兒的臍帶血呢？因為臍帶血中含有非常多的干細胞。干細胞具有無限的自我更新能力，能夠發(fā)育成神經(jīng)、血管或者各種組織器官。因此，當這個孩子長大以后，如果某一個時刻需要一些特殊的細胞進行治療，就可以提取出臍帶血，對干細胞進行培養(yǎng)并誘導分化為定制的治療細胞，提供個性化治療方案。

干細胞庫是更專業(yè)的公共服務平臺，比如說國家干細胞庫可以面向科研或者企業(yè)提供經(jīng)過質量認證的多能干細胞，幫助科研人員研發(fā)藥物或者幫助醫(yī)院提供更廣泛的精準醫(yī)療方案。

現(xiàn)在有很多的醫(yī)療案例，比如說造血干細胞移植治療紅斑狼瘡、溶血性貧血、急性白血病等血液病，神經(jīng)干細胞可以治療腦癱、脊髓損傷、運動神經(jīng)元病、帕金森病、腦出血、腦梗塞后遺癥、腦外傷后遺癥等神經(jīng)系統(tǒng)疾??；還有一些免疫系統(tǒng)疾病如糖尿病、皮肌炎、肌無力、血管病變、硬化病等，干細胞治療也是治療方法之一。

四大行之四“種質銀行”

種質資源庫對于農林牧漁業(yè)都有非常重要的作用，不管是種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)還是水產(chǎn)行業(yè)都有自己種質庫，這也是大家現(xiàn)在可以吃到全球各地珍饈美味的重要原因。

很多國內外的優(yōu)秀農產(chǎn)品的種質資源通過種質庫保存下來，引進到合適的地方進行生產(chǎn)，極大地豐富了我們的餐桌食物種類。比如說在我國新疆的千里大漠、天山腳下，居然也可以養(yǎng)殖三文魚、南美白對蝦、羅氏沼蝦、澳洲淡水龍蝦和大螃蟹。

未來，也許能從“生物銀行”到“生物超市”

說完了這么多生物銀行，暢想一下，如果有一天，我們的科學家把生物從基因到蛋白、從序列到功能，也就是把生命天書讀得清楚明白，也許“生物銀行”就能變出“生物超市”了。

這樣，不僅能把我們存進去的生物材料拿出來用，還可以用人工智能設計各種各樣天然不存在的生物元件和生物模塊?？茖W家們只需要把這些模塊從超市的貨架上取下來，自己組裝起來，就能得到各種微生物、細胞、動物或者植物，他們可以生產(chǎn)疫苗、藥物、蛋白或者小分子肽，也能生產(chǎn)比鋼鐵還堅韌的塑料，比蛛絲還強勁的纖維。

當然，前提是我們能夠完全讀懂生命這本天書，還需要嚴格明確的法律條規(guī)來約束“生物超市”的發(fā)展和應用?，F(xiàn)在，就讓我們先建設生物銀行，盡情探索生命的奧秘吧！

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