給轉基因上保險
日期：2015-01-22 08:48:24
轉基因生物和人造生物總是讓人歡喜讓人憂。現在，科學家們已經在用這些生物生產胰島素等藥物成分、開發生物能源、研究人類疾病和改善傳統農業。盡管轉基因生物的風險有被夸大之嫌，但轉基因逃逸的確可能擾亂自然的生態系統。
光靠物理防范顯然是不夠的，因為實驗室器具和工業設備可能破裂，工作人員也可能無意中把被污染的衣物帶回家。而且有些轉基因生物就是在開放環境下使用的，比如旨在阻斷瘧疾的轉基因蚊子。因此，科學家們致力于打造牢靠的生物防范措施。著名遺傳學家George Church教授就在這方面取得了突破性的成果。
2013年George Church領導哈佛醫學院的研究團隊重新編碼了大腸桿菌的基因組。這是世界上首個基因組被重新編碼的生物，而這種生物需要受到嚴格的控制。
現在Church的研究團隊解決了這個問題，他們進一步改造了這個E. coli菌株，將一種人工合成的氨基酸整合到基因組的多個位點。缺乏這種氨基酸，細菌就不能將RNA翻譯成正確折疊的蛋白。這種人造氨基酸不存在于自然界中，E. coli本身也無法合成它，只能從特殊的人工培養基中獲得。這一成果發表在一月二十一日的Nature雜志上。
Nature雜志同時還發表了另一個團隊的研究成果，他們通過另一種方法使E. coli菌株依賴于人造氨基酸。這個團隊的領導者是與Church長期合作的耶魯大學的Farren Isaacs。這兩項研究首次將人造營養物質作為生物防護手段，這樣的策略可以確保轉基因生物在開放環境下的安全性。
“就基因組功能而言，這是迄今為止人們對基因組做出的最大改動，”Church說。
Church的研究團隊還讓這種E. coli抵抗了兩種病毒，并準備進一步擴寬它的抵抗范圍。這種設計能讓E. coli更加安全，因為病毒感染不僅會造成很大的經濟損失，還可能引起生態問題。
鎖住轉基因
為了確保這種E. coli的安全性，研究人員對其基因組做出了49處改變，使其依賴于人造營養物。某個細菌隨機抵消所有這些改變，同時不獲得有害突變，這種可能性是相當低的。
目前這種E. coli的逃逸率（不依賴人造氨基酸存活）“低到無法檢出，”Church說。研究人員總共培養了一萬億E. coli細胞，兩周之后無一逃逸。“這比NIH推薦的轉基因生物逃逸率好一萬倍，”Church說。
研究人員重新設計了三個基本蛋白，獲得了兩個依賴性的E. coli菌株。“同時使用三個蛋白威力更強，”Church說。他預計，未來用更多人造氨基酸改造E. coli，可以完全抹殺轉基因逃逸的可能性。
Church的這種方法是否存在缺陷，還有待于時間的檢驗。就目前而言，他對自己團隊的結果很滿意。
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