應用基因工程造福人類和環(huán)境的主要障礙之一是，轉基因生物可能會與其天然對應物一起產生后代，并將新基因釋放到野外?，F(xiàn)在，明尼蘇達大學生物技術研究所的研究人員開發(fā)了一種有希望的方法來防止這種雜交。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獨立的物種，無法與其野生或馴化的親戚產生有活力的后代。
合成不親和性可用于控制或根除入侵物種、作物害蟲和攜帶疾病的昆蟲，并防止改變的基因從轉基因作物逃逸到其他植物種群。研究結果發(fā)表在《自然通訊》上。
這項技術使用一種稱為“可編程轉錄因子”的新分子工具來控制生物體中哪些基因被打開，哪些基因被關閉。如果工程生物與野生生物交配，轉錄因子會激活導致其細胞死亡的基因，使后代無法生存。
“這種方法特別有價值，因為我們不會引入任何有毒基因，”來自Smanski實驗室的博士后學者Maciej Maselko說。“遺傳不相容是由于生物體中的基因在錯誤的時間和地點被開啟。”
這項研究是在釀酒酵母中完成的，但它可以通過使用一種新的基因編輯技術CRISPR-Cas9應用于昆蟲、水生生物和植物。“其他控制基因流動的方法，如破壞花粉或使用化學物質控制作物繁殖，都是非常針對物種的，會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，而不會改變它們的生長模式。它通常會增長，”領導這項研究的助理教授邁克爾斯馬斯基說。
合成不相容作物可用于生產藥品以及食品、飼料和燃料。它還為通過基因工程控制入侵物種或害蟲(如北美的亞洲鯉魚和攜帶疾病的蚊子)的數(shù)量帶來了希望。
斯平斯基說，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入模式魚、昆蟲、線蟲和植物，”他說。
明尼蘇達大學生物科學學院致力于通過提高對生命機制的認識，培養(yǎng)學生創(chuàng)造明天的生物學，從而改善人類福祉和全球形勢。
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