防止基因工程和未改变的生物体产生后代的新方法

应用基因工程造福人类和环境的主要障碍之一是，转基因生物可能会与其天然对应物一起产生后代，并将新基因释放到野外。现在，明尼苏达大学生物技术研究所的研究人员开发了一种有希望的方法来防止这种杂交。这种被称为“合成不相容”的方法，有效地使工程生物成为一个独立的物种，无法与其野生或驯化的亲戚产生有活力的后代。

合成不亲和性可用于控制或根除入侵物种、作物害虫和携带疾病的昆虫，并防止改变的基因从转基因作物逃逸到其他植物种群。研究结果发表在《自然通讯》上。

这项技术使用一种称为“可编程转录因子”的新分子工具来控制生物体中哪些基因被打开，哪些基因被关闭。如果工程生物与野生生物交配，转录因子会激活导致其细胞死亡的基因，使后代无法生存。

“这种方法特别有价值，因为我们不会引入任何有毒基因，”来自Smanski实验室的博士后学者Maciej Maselko说。“遗传不相容是由于生物体中的基因在错误的时间和地点被开启。”

这项研究是在酿酒酵母中完成的，但它可以通过使用一种新的基因编辑技术CRISPR-Cas9应用于昆虫、水生生物和植物。“其他控制基因流动的方法，如破坏花粉或使用化学物质控制作物繁殖，都是非常针对物种的，会改变作物的繁殖方式。我们的方法有望在任何有性繁殖的生物体中发挥作用，而不会改变它们的生长模式。它通常会增长，”领导这项研究的助理教授迈克尔斯马斯基说。

合成不相容作物可用于生产药品以及食品、饲料和燃料。它还为通过基因工程控制入侵物种或害虫(如北美的亚洲鲤鱼和携带疾病的蚊子)的数量带来了希望。

斯平斯基说，下一步是证明这种方法可以在酵母以外的生物体中工作。“我们正在努力进入模式鱼、昆虫、线虫和植物，”他说。

明尼苏达大学生物科学学院致力于通过提高对生命机制的认识，培养学生创造明天的生物学，从而改善人类福祉和全球形势。

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