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      高度安全的生物防護戰(zhàn)略希望鼓勵更多地使用轉(zhuǎn)基因生物
      
			
      
				2019-06-17 10:04:43
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      使用轉(zhuǎn)基因生物(GMOs) - 一種在自然界中找不到但在實驗室中為其有益特征而開發(fā)的微生物 - 是一個有爭議的問題。雖然轉(zhuǎn)基因生物可以通過多種方式極大地改善社會 - 例如攻擊患病細胞，消化污染或增加糧食產(chǎn)量 - 但它們的使用受到數(shù)十年前立法的嚴(yán)格限制，因為擔(dān)心如果它們逃逸到環(huán)境中會發(fā)生什么。
      

      高度安全的生物防護戰(zhàn)略希望鼓勵更多地使用轉(zhuǎn)基因生物
      

      對于研究人員而言，了解他們的潛力，制定安全策略以說服立法者安全釋放是非常重要的。因此，廣島大學(xué)教授Ryuichi Hirota和Akio Kuroda教授開發(fā)了一種額外安全的基于亞磷酸鹽的生物防護策略。生物防護策略 - 用于防止GMO逃逸或擴散超出其所需用途的方法，通常采用兩種形式中的一種。
      

      一個是“自殺轉(zhuǎn)換”，釋放的轉(zhuǎn)基因生物在一定時間后獨立死亡。另一種是“營養(yǎng)需求”，其中轉(zhuǎn)基因生物被設(shè)計為在去除營養(yǎng)源時到期。新的轉(zhuǎn)基因大腸桿菌細菌菌株的控制方法采用后者，其簡單的實用性可以證明是真正的游戲改變者。
      

      它依賴于以下事實：所有生物都需要磷來進行各種生命決定過程，包括能量儲存，DNA生成和細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。絕大多數(shù)細菌來源于天然磷酸鹽的磷源。
      

      然而，細菌因其從看似難以置信的來源獲取能量的能力而聞名，而且HU的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種類型，Ralstonia sp。菌株4506，能夠利用非天然存在的亞磷酸鹽 - 投入令人興奮的可能性。
      

      由于金屬電鍍行業(yè)的廢物副產(chǎn)品亞磷酸鹽不會在自然界中發(fā)生，科學(xué)家可以輕松控制其可用性并確定潛在的轉(zhuǎn)基因生物繁殖。
      

      因此，菌株4506的亞磷酸鹽消化酶被分離并引入大腸桿菌中，由于其多功能性被認(rèn)為是轉(zhuǎn)基因世界的典型代表。基因編輯還看到了亞磷酸鹽特異性的“轉(zhuǎn)運蛋白”，可以讓這種營養(yǎng)素攝入。
      

      雖然這種改良的大腸桿菌，現(xiàn)在具有亞磷酸鹽咀嚼能力，在HU實驗室中非常新穎，但仍然存在一個需要克服的主要障礙 - 它仍然具有完整的先天磷酸鹽轉(zhuǎn)運機制，并且可以在非天然存在的情況下同樣存活亞磷酸鹽或天然存在的磷酸鹽。它很容易逃脫和茁壯成長。
      

      由于大腸桿菌有七個磷酸鹽轉(zhuǎn)運蛋白 - 用于將磷酸鹽從細胞膜外轉(zhuǎn)移到內(nèi)部的泵，Hirota和Kuroda教授開始使用基因編輯關(guān)閉它們。
      

      當(dāng)測試得到的轉(zhuǎn)基因生物時，結(jié)果非常出色。它在亞磷酸鹽介質(zhì)中增殖，當(dāng)僅暴露于磷酸鹽時根本不生長。
      

      此外，當(dāng)蓬勃發(fā)展的人口后來被剝奪了他們的亞磷酸鹽襲擊時，他們的數(shù)量在兩周內(nèi)下降到零 - 從而滿足了“營養(yǎng)需求”生物防護的標(biāo)準(zhǔn)。
      

      然而，科學(xué)家接下來發(fā)現(xiàn)的東西讓他們震驚。即使這種新的轉(zhuǎn)基因成功地在亞磷酸鹽上成功并持續(xù)培養(yǎng)，其人口仍然在兩周后開始暴跌。
      

      令人困惑的是，HU的研究人員正在調(diào)查，但這種策略有可能在“營養(yǎng)需求”之上具有“自殺轉(zhuǎn)換”特征。
      

      無論是什么原因，一種極其安全和實用的生物防護策略已經(jīng)誕生。僅需9種簡單的基因編輯，在天然存在的生物體中，基于亞磷酸鹽 - 一種易于獲得的工業(yè)廢物;它非常節(jié)省成本和時間。此外，它的簡單性意味著它可以適應(yīng)其他微生物，使其具有高度通用性。
      

      這些特征與先前涉及合成生物和能源的生物防護策略形成對比，需要數(shù)百個基因編輯，可怕的大量金錢和時間，并且這些特征非常專業(yè)以致使它們不實用。
      

      希望這一新戰(zhàn)略能夠引起相關(guān)政府機構(gòu)的關(guān)注，并說服他們將1980年代的法律與21世紀(jì)的進步相結(jié)合。然后，我們可以將轉(zhuǎn)基因生物安全地帶出實驗室，以改善社會!
      
			

			
        
      
			
      
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