在分子生物學的實驗中，大家幾乎都用過「藍白篩選法（blue-white selection）」。利用破壞完整的LacZ酵素影響菌落顯色的原理，它幫助我們辨識哪個菌落帶有成功插入目標 DNA的質體（plasmid）。白色表示有插入，藍色則是失敗。這招簡單又實用，幫助大家無痛篩選（雖然看到整片藍的會很心痛...）。
2025 年發表在《Science》的一篇研究中，來自牛津大學與其他研究機構的科學家們，意外地讓這個大家熟悉得不能再熟悉的技術「逆轉出道」。
他們的研究對象是植物病原菌丁香假單胞菌（Pseudomonas syringae），它會感染番茄、豆科等多種作物。在過去的研究中，科學家發現這種細菌能透過分泌某種神祕小分子來抑制植物的 β-半乳糖苷酶（BGAL1），從而避開植物的免疫辨識。原本植物的 β-半乳糖苷酶能藉由把細菌鞭毛上的糖鏈切開來釋放免疫訊號，讓植物知道有人入侵了；但是，當這個神秘的小分子存在時，β-半乳糖苷酶失去功能，植物就什麼都不知道了。也就是說，細菌用某種方式「靜音」了免疫警報器。
但這個小分子是什麼？要怎麼找到它？
這時候，藍白篩出場了，不過他們把它整個反過來用：
由於植物受到抑制的酵素是β-半乳糖苷酶，與大腸桿菌的LacZ 酶視同功的酵素，所以讓研究團隊想到，為何不利用做到都不想做的藍白篩來當作篩選系統呢？
首先，他們讓丁香假單胞菌表現來自大腸桿菌的 LacZ 酶，並加入 X-gal 這種會讓菌落變藍的受質。
正常情況下，這個菌自己會產生抑制物（神秘小分子），讓 LacZ 表現下降，所以菌落的顏色只會是淡淡的藍色。但是，如果任何牽涉到分解β-半乳糖苷酶的基因發生突變，細菌就不能產生抑制物，LacZ 就沒有被抑制，於是菌落的顏色反而會變得「超藍」！
深藍測試示意圖。圖片作者：ChatGPT
接下來，他們為這個丁香假單胞菌進行大規模轉位子突變，然後用「變深藍」當作指標，一步步篩選出那些「無法抑制 LacZ 的突變菌」，最終找到了一組基因。
為了確認這些基因的確與那個神秘小分子的合成有關，研究團隊將它們全部刪除。結果發現，刪除後菌落就變深藍了--這意味著細菌不再能產生神秘小分子，無法抑制 LacZ 活性。
相反的，如果把這些基因放回去缺少它們的突變株或大腸桿菌中，都可以讓細菌恢復抑制植物免疫系統的能力。如此一來，就證實了這些基因們的確與神秘小分子的生合成有關。也就是說，這些基因正是那個神祕小分子的製造機。
這個神秘小分子後來被命名為 glycosyrin（意為與糖有關的抑制劑，glyco-（糖） + -syrin，靈感來自 “syringe”），所以與合成它有關的基因們，就被命名為「gsn」了。（是不是跟每個有小孩在念書的家長都被叫做「XX的爸/媽」很像啊？）gsn們包含了 gsnA-E 五個基因，其中ABC三個直接參與合成glycosyrin，另外還有病原性主控因子 hrpR/S, hrpL 與 rhpS 負責控制 gsn 們的轉錄。
研究團隊使用冷凍電子顯微鏡（cryo-EM）解析發現，glycosyrin 是一個帶有水合醛基與五環的亞胺糖（iminosugar），長得跟半乳糖很像。
他們發現，glycosyrin 會用它的氮原子與植物的 β-半乳糖苷酶或細菌的 LacZ 的活性位址進行互動，效果比過去已知的亞胺糖抑制劑（如 1-deoxy-galactonojirimycin）更好。不過，除了植物的 β-半乳糖苷酶以外，其他的植物醣苷酶（例如 β-半乳糖苷酶與 β-葡萄糖苷酶）也會被它抑制。
glycosyrin 是怎麼合成的？研究團隊發現，丁香假單胞菌以PRA（5-phosphoribosyl-1-amine，嘌呤合成路徑的中間產物）為原料，透過GsnB、GsnC、GsnA的合作，產生 glycosyrin。
這個研究最令人讚嘆的地方，並不只是在發現了細菌的 glycosyrin這件事而已，而是他們的巧思！將一個看似「老掉牙」的分子生物技術倒過來用，幫助他們篩選出目標基因。尋常實驗室裡用來挑選重組菌的藍白篩，透過他們的創新想法，搖身一變成了找出病原菌化學武器的探照燈。
這提醒我們一件重要的事：技術不只會用，還要能轉用、創用、活用。
看了這篇論文，下次做實驗時，肯定會用不同角度去看許多實驗室的常規實驗──也許下一個科學靈感，就藏在那裡。
參考文獻：
Sanguankiattichai, N., Chandrasekar, B., Sheng, Y., Hardenbrook, N., Tabak, W. W. A., Drapal, M., … & van der Hoorn, R. A. L. (2025). Bacterial pathogen deploys the iminosugar glycosyrin to manipulate plant glycobiology. Science, 388(6691), 297–303. https://doi.org/10.1126/science.adp2433
