高度安全的生物防护战略希望鼓励更多地使用转基因生物

使用转基因生物(GMOs) - 在自然界中找不到但在实验室中为其有益特征而开发的微生物 - 是一个有争议的问题。虽然转基因生物可以通过多种方式极大地改善社会 - 例如攻击患病细胞，消化污染或增加粮食产量 - 但它们的使用受到数十年前立法的严格限制，因为担心如果它们逃逸到环境中会发生什么。对于研究人员而言，了解他们的潜力，制定安全策略以说服立法者安全释放是非常重要的。

因此，广岛大学教授Ryuichi Hirota和Akio Kuroda教授开发了一种额外安全的亚磷酸盐生物防护策略。生物防护策略 - 用于防止GMO逃逸或扩散超出其所需用途的方法，通常采用两种形式中的一种。一个是“自杀转换”，释放的转基因生物在一定时间后独立死亡。另一种是“营养需求”，其中转基因生物被设计为在去除营养源时到期。

新的转基因大肠杆菌细菌菌株的控制方法采用后者，其简单的实用性可以证明是真正的游戏改变者。它依赖于这样一个事实，即所有生物都需要磷来进行大量的生命决定过程，包括能量储存，DNA生成和细胞信号转导。绝大多数细菌来源于天然存在的营养磷。

然而，细菌因其从看似难以置信的来源获取能量的能力而闻名，而且HU的研究人员发现了一种类型，Ralstonia sp。菌株4506，能够利用非天然存在的亚磷酸盐 - 投入激动人心的可能性。

由于亚磷酸盐是金属电镀行业的废物副产品，在自然界中不会发生，科学家可以轻松控制其可用性并确定潜在的转基因生物繁殖。

因此，菌株4506的亚磷酸盐消化酶被分离并引入大肠杆菌中，由于其多功能性，它被认为是转基因世界的典型代表。遗传编辑还看到了亚磷酸盐特异性“转运蛋白”的产生，以允许这种营养素的摄入。虽然这种改良的大肠杆菌，现在具有亚磷酸盐咀嚼能力，在HU实验室中非常新颖，但仍然存在一个需要克服的主要障碍 - 它仍然具有完整的先天磷酸盐转运机制，并且可以在非天然存在的情况下同样存活亚磷酸盐或天然存在的磷酸盐。它很容易逃脱和茁壮成长。

由于大肠杆菌有七个磷酸转运蛋白 - 用于将磷酸盐从细胞膜外转移到内部的泵，Hirota教授和黑田教授开始使用遗传编辑关闭它们。

当测试得到的转基因生物时，结果非常出色。它在亚磷酸盐培养基中增殖，当仅暴露于磷酸盐时根本不生长。此外，当蓬勃发展的人口后来被剥夺了他们的亚磷酸盐，他们的数量在两周内下降到零 - 从而满足了“营养需求”生物防护的标准。

然而，科学家接下来发现的东西让他们震惊。即使这种新的GMO在亚磷酸盐上成功并持续培养，其人口仍然在两周后开始暴跌。

令人困惑的是，HU研究人员正在调查，但这种策略有可能在“营养需求”之上具有“自杀转换”特征。

无论是什么原因，一种极其安全和实用的生物防护策略已经诞生。仅需9种简单的基因编辑，在天然存在的生物体中，基于亚磷酸盐 - 一种易于获得的工业废物; 它非常节省成本和时间。此外，它的简单性意味着它可以适应其他微生物，使其具有高度通用性。

这些特征与先前涉及合成生物和能源的生物防护策略形成对比，需要数百个基因编辑，可怕的大量金钱和时间，并且这些特征非常专业以致使它们不实用。

希望这一新战略能引起相关政府机构的注意，并说服他们将1980年代的法律与21世纪的进步相结合。然后，我们可以将转基因生物安全地带出实验室，以改善社会!

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