科學家們開發了一種新的“殺死開關”來摧毀那些逃逸的轉基因生物
轉基因生物在培育更耐寒的作物和生長更快的魚類方面有著很大的希望，但即使是支持者也對野生入侵生物感到擔憂。如果一種更快、更好、更強的細菌逃出實驗室，我們該如何阻止它？現在，科學家們想出了一個新的解決方案：自我破壞DNA。
今天發表在《自然通訊》（Nature Communicati***）上的這一系統將使用尖端的基因編輯工具，在特定生物體離開指定區域時，立即清除DNA，從而破壞細胞及其基因資訊。其結果就是一種所謂的“殺死開關”，在任何實驗性或專有的有機體逃逸到野外之前將它們消滅。
“當系統啟動時，它會清除（修改過的）DNA。”
隨著轉基因生物變得越來越雄心勃勃和廣泛，研究人員對遏制技術越來越感興趣。今年2月，哈佛大學的一組科學家發表了一種使用氨基酸的殺滅開關係統。在這種系統下，合成生物在沒有正常獲取特定氨基酸的情況下就會死亡，這種氨基酸只存在於封閉區域。因此，任何細胞都無法在野外長期存活，從而降低了意外釋放的風險，以及創造和試驗新的自我複製生物體的固有危險。
今天公佈的系統更進一步，針對DNA本身。這些細胞不僅會死亡，而且用來**它們的基因資訊也會被抹去而無影無蹤。這對於商業轉基因生物尤其有用，因為公司將轉基因生物的基因視為商業機密。該系統甚至精確到可以針對DNA的特定部分，因此一家公司只能刪除修改過的基因，而其他基因則不受影響。
麻省理工學院生物工程師克裡斯托弗·沃伊特說：“你可以想象，如果你有一個有機體，它擁有一堆專有的改性有機體。”你只需**所有你想刪除的系統，當系統開啟時，它會刪除該DNA，併在很大程度上保留其他DNA。”
99%的細胞在15分鐘內死亡
新系統透過CRISPR達到了這種精度，CRISPR是一種基因編輯系統，被視為生物技術最令人興奮的最新發展之一。CRISPR是一組天然存在的分子，如果部署得當，可以用來切割和替換細胞的DN**段。研究人員已經利用該系統修改活基因，甚至編輯人類胚胎的DNA，在生物倫理學界引起了重大爭議。
kill-switch系統專註於CRISPR的DNA去除部分，完全刪除基因而不是替換它們。研究人員用E。大腸桿菌和預先建立的觸發機制。如果測試模型接觸到一種叫做阿拉伯糖的特殊糖分子，它將觸發CRISPR系統刪除E。大腸桿菌DNA，導致細胞死亡。在加入阿拉伯糖後，大約兩個小時觸發，但之後，99%的細胞在15分鐘內死亡。
目前的版本只是一個概念證明，研究人員預計，隨著系統變得越來越複雜，將面臨更多的挑戰。之所以選擇阿拉伯糖觸發器，是因為它在實驗室工作得很好，但一個現場可用的系統可能會有一個更複雜的觸發器，產生可靠的結果可能會有更大的困難。沃伊特說，一種可能是光觸發的系統，這將允許更激進的改造生物部署在封閉的缸，如發酵罐。不過，要確保光線像阿拉伯糖一樣可靠地觸發殺傷開關，還需要更多的研究。”“把它作為一個更大系統的一部分將是關鍵，”Voigt說，“一個能夠對真實環境條件作出反應的系統。”
- 發表於 2021-04-29 23:25
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