應(yīng)用基因工程造福人類和環(huán)境的主要障礙之一是，轉(zhuǎn)基因生物可能會(huì)與其天然對(duì)應(yīng)物一起產(chǎn)生后代，并將新基因釋放到野外?，F(xiàn)在，明尼蘇達(dá)大學(xué)生物技術(shù)研究所的研究人員開(kāi)發(fā)了一種有希望的方法來(lái)防止這種雜交。這種被稱為“合成不相容”的方法，有效地使工程生物成為一個(gè)獨(dú)立的物種，無(wú)法與其野生或馴化的親戚產(chǎn)生有活力的后代。
合成不親和性可用于控制或根除入侵物種、作物害蟲(chóng)和攜帶疾病的昆蟲(chóng)，并防止改變的基因從轉(zhuǎn)基因作物逃逸到其他植物種群。研究結(jié)果發(fā)表在《自然通訊》上。
這項(xiàng)技術(shù)使用一種稱為“可編程轉(zhuǎn)錄因子”的新分子工具來(lái)控制生物體中哪些基因被打開(kāi)，哪些基因被關(guān)閉。如果工程生物與野生生物交配，轉(zhuǎn)錄因子會(huì)激活導(dǎo)致其細(xì)胞死亡的基因，使后代無(wú)法生存。
“這種方法特別有價(jià)值，因?yàn)槲覀儾粫?huì)引入任何有毒基因，”來(lái)自Smanski實(shí)驗(yàn)室的博士后學(xué)者M(jìn)aciej Maselko說(shuō)。“遺傳不相容是由于生物體中的基因在錯(cuò)誤的時(shí)間和地點(diǎn)被開(kāi)啟?！?
這項(xiàng)研究是在釀酒酵母中完成的，但它可以通過(guò)使用一種新的基因編輯技術(shù)CRISPR-Cas9應(yīng)用于昆蟲(chóng)、水生生物和植物?！捌渌刂苹蛄鲃?dòng)的方法，如破壞花粉或使用化學(xué)物質(zhì)控制作物繁殖，都是非常針對(duì)物種的，會(huì)改變作物的繁殖方式。我們的方法有望在任何有性繁殖的生物體中發(fā)揮作用，而不會(huì)改變它們的生長(zhǎng)模式。它通常會(huì)增長(zhǎng)，”領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的助理教授邁克爾斯馬斯基說(shuō)。
合成不相容作物可用于生產(chǎn)藥品以及食品、飼料和燃料。它還為通過(guò)基因工程控制入侵物種或害蟲(chóng)(如北美的亞洲鯉魚(yú)和攜帶疾病的蚊子)的數(shù)量帶來(lái)了希望。
斯平斯基說(shuō)，下一步是證明這種方法可以在酵母以外的生物體中工作?！拔覀冋谂M(jìn)入模式魚(yú)、昆蟲(chóng)、線蟲(chóng)和植物，”他說(shuō)。
明尼蘇達(dá)大學(xué)生物科學(xué)學(xué)院致力于通過(guò)提高對(duì)生命機(jī)制的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造明天的生物學(xué)，從而改善人類福祉和全球形勢(shì)。
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