杀戮开关可以使转基因食品变得更加美味

在美国，您可以购买和食用不会变成棕色的转基因苹果，不太可能导致癌症的马铃薯，以及 - 最近 - 鲑鱼生长得更快。但在欧洲，由于公众的担忧，28个成员国中有19个国家完全禁止种植转基因作物。用于生产具有所需特征的作物和动物的选择性育种已经存在了几个世纪。但在每种情况下，我们都不知道有机体遗传密码的哪些部分对改进负责。另一方面，遗传修饰允许我们通过精确地将DNA片段插入其遗传密码中来培育具有特定特征的生物。

转基因生物(GMOs)为农民和农作物种植者提供了许多优势。但也有公众对转基因生物的担忧，包括它们对人类健康的潜在影响，以及大公司的主导地位。例如，当我今年夏天在爱丁堡边缘艺术节上讨论转基因细菌的使用时，我发现观众主要担心的是转基因生物有可能逃脱并污染环境。

那么如果科学可以解决这个问题呢?最近在转基因技术方面取得的进展已经让科学家设计出“杀伤开关”，旨在成为转基因生物的紧急停止机制。这些是插入的遗传密码片段，如果它们从包含的位点(例如转基因作物的田地)“逃离”到野外，则产生旨在防止GMO存活和繁殖的特征。

在野外没有生存

一种杀灭开关涉及使转基因生物依赖于自然界中未发现的营养素。2015年初发表的两项独立 研究基本上重新设计了大肠杆菌，需要合成版本的生存和生长所必需的营养素。如果这些遗传上重新编码的生物(GROs)逃逸到“非包含”环境中，它们将无法获得所需的营养，有效地激活杀死开关导致它们死亡。

另一种优雅的方法是，麻省理工学院(MIT)的研究人员开发了两种新的杀伤开关，称为“Deadman”和“Passcode”。该系统使用两个开关来控制生物体。密码允许有机体检测环境中的特定变化。然后激活Deadman，使有机体开始产生杀死其细胞的强效毒素。

作者已经证明，不同的环境信号，例如特定糖营养源的获得或丧失，可以作为控制机制。这为科学家在为转基因生物创建新的杀灭开关系统时提供了一些设计灵活 目前的研究基于细菌，但实际上，这项技术可以让我们对任何转基因生物进行“自毁”。例如，有可能设计转基因作物，如果它们从种植区逃脱而被编程死亡。

消灭DNA

仍有待解决的一个问题是，当某些生物死亡时，它们的DNA可以在环境中持续存在。在细菌中，这可能是一个问题，因为某些细菌可以通过称为自然遗传转化的过程从环境中吸收DNA 。如果DNA产生了有益的特性，它可以被同化到细菌的基因组中以产生天然的转基因生物。这个特定问题的答案可能在于其他最近的工作，这些工作描述了基于CRISPR技术的杀伤开关。

CRISPR是在细菌中发现的短序列DNA，是用于帮助免疫系统的先前病毒感染的残余物。如果细菌再次遇到相同的感染，则CRISPR系统可识别病毒并募集降解和破坏入侵病毒DNA的DNA降解酶。

麻省理工学院的研究人员使用CRISPR概念创建了一种杀灭开关，可以有效地清除转基因细菌中的DNA。在这种情况下，插入GMO的代码包括CRISPR系统识别的短序列。当灭活开关的输入信号被激活时，CRISPR靶向并破坏插入的DNA，基本上使生物体返回其以前的非GM状态。将该系统与其他杀灭开关相结合，可以让科学家确信转基因生物及其DNA都不能在环境之外持续存在。

这些发展表明，设计转基因生物的科学家已经接受了公众反馈。问题仍然是杀菌开关技术是否会解决对转基因生物“逃逸”和“野外污染”的担忧。这无疑是朝着正确方向迈出的一步。