美国两个研究小组21日宣布，他们开发出一种新技术，可以防止转基因生物的扩散，从而避免意想不到的生物灾难发生。这被认为是朝着生产更安全的转基因生物迈出的突破性一步。

两个研究小组分别来自哈佛大学和耶鲁大学。新技术的原理大致是，修改转基因生物的基因组，使其必须依赖一种人工合成的氨基酸才能存活，转基因生物自身不能制造这种氨基酸，必须依靠人工“喂养”，因此一旦它扩散至野外，就会因得不到该合成氨基酸的补充而死亡。

“这是针对转基因生物现有生物控制手段做出的重大改进。”耶鲁大学助理教授费伦·艾萨克斯在一份声明中说。艾萨克斯的一篇论文以及哈佛大学乔治·丘奇教授的另一篇论文均发表在新一期英国《自然》杂志上。

艾萨克斯说，这项工作为农业领域转基因生物的使用以及为更广泛的环境生物修复和医学治疗领域转基因生物的使用建立了重要的安全屏障。

两项研究均使用常见的大肠杆菌，其中丘奇等人的技术对大肠杆菌的基因组进行了49处修改，确保大肠杆菌完全依赖合成氨基酸存活，并在多个试验中培养了约1万亿个大肠杆菌。两个星期后的检查结果证实，没有大肠杆菌“逃跑”。

研究人员相信，这种技术有可能应用在转基因作物上，从而帮助消除转基因作物扩散出指定种植区域的隐患。

一些没有参与研究的外部专家认为，这项技术是一个突破，为开发更安全的新一代转基因生物打下了基础。亚利桑那州立大学生物医学工程和合成生物学助理教授卡梅拉·海恩斯对美国媒体评价说：“这项研究是朝着开发更可靠的转基因生物控制‘开关’的一大飞跃。”

转基因生物是指通过基因改造实现基因改变的生物，可用来生产胰岛素和其他药物成分，也可帮助生产生物燃料，还可用来修复被污染的环境，如漏油污染。但转基因生物应用的一大障碍是，人们担心它们会逃逸至自然环境中引发疾病或造成生态灾难，尽管现实中从未有此类事件发生。（来源：新华社 林小春）

Biocontainment of genetically modified organisms by synthetic protein design

Abstract  Genetically modified organisms (GMOs) are increasingly deployed at large scales and in open environments. Genetic biocontainment strategies are needed to prevent unintended proliferation of GMOs in natural ecosystems. Existing biocontainment methods are insufficient because they impose evolutionary pressure on the organism to eject the safeguard by spontaneous mutagenesis or horizontal gene transfer, or because they can be circumvented by environmentally available compounds. Here we computationally redesign essential enzymes in the first organism possessing an altered genetic code (Escherichia coli strain C321.ΔA) to confer metabolic dependence on non-standard amino acids for survival. The resulting GMOs cannot metabolically bypass their biocontainment mechanisms using known environmental compounds, and they exhibit unprecedented resistance to evolutionary escape through mutagenesis and horizontal gene transfer. This work provides a foundation for safer GMOs that are isolated from natural ecosystems by a reliance on synthetic metabolites.

原文链接：http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/pdf/nature14121.pdf