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轉(zhuǎn)基因煙草或可用作工業(yè)蛋白質(zhì)的“制造機器”!

2019年07月17日 來源:煙草在線據(jù)《科學美國人》報道編譯 作者:
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  一項概念驗證研究,讓轉(zhuǎn)基因煙草植物在葉綠體(而不是細胞核)中制造一種有用的酶,從而將酶轉(zhuǎn)移到其它生物體的機會降到最低。

  當然,煙草植物是用來制造卷煙的。但是煙草在科學研究中也被大量地使用。一項新的研究表明,煙草可以通過基因工程大量生產(chǎn)一種商業(yè)上重要的細菌酶,即纖維素酶。這種酶有許多工業(yè)用途,包括作為生物燃料的一種制劑。

  而且,即使這種“植物機器”被選為酶的制造工廠,與未經(jīng)改造的植物相比,這些植物在野外生長時產(chǎn)量并不會減少。這一事實相當引人注目,因為你可能會懷疑,當植物消耗大量資源來制造大量纖維素酶時,它將難以生長。但事實不是這樣。

  這項概念驗證研究發(fā)表在《自然植物》雜志上,研究名稱為[Jennifer a . Schmidt等人,田間種植的煙草植物保持旺盛的生長,同時在葉綠體中積累大量的細菌纖維素酶]。

  伊利諾斯大學的植物生物學家Justin McGrath是這項研究的主要作者之一。他說這項工作可以降低生產(chǎn)有用蛋白質(zhì)(比如酶和一些疫苗)的成本。這是因為在田間種植煙草比在室內(nèi)大型發(fā)酵罐中種植轉(zhuǎn)基因酵母和其它微生物要便宜得多。

  McGrath說:“我們從這項研究中估計,生產(chǎn)一克這種纖維素酶的成本在20美分到1美元之間。而目前的方法,根據(jù)使用的方法的類型,可能要花費幾百到幾千美元。”在田間種植這種植物比在室內(nèi)種植更容易大規(guī)模生產(chǎn)藥用和工業(yè)蛋白質(zhì)。

  但是,每當談到在開闊地帶種植轉(zhuǎn)基因植物時,人們就會擔心,植入作物中的DNA可能會逃逸,并進入其他生物體。但是研究人員通過避開細胞核來保護系統(tǒng)不受此類事件的影響,因為細胞核中的DNA才是可以復制和傳遞的。相反,他們修改了葉綠體中的DNA——葉綠體是負責光合作用而不是繁殖的細胞器,不具備遺傳作用。

  “這增加了一個非常好的安全功能。”普渡大學資深生物技術(shù)研究員Rainer Fischer說。他沒有參與這項研究。“所以基本上,在煙草的花粉中沒有任何葉綠體,所以應該不會有異交的危險。也就是說,外來DNA進入自然界其它植物是沒有可預見風險的。

  進一步的研究將確定,該系統(tǒng)能否產(chǎn)生其它有價值的酶——這可能有助于將煙草從健康的敵人轉(zhuǎn)變?yōu)槿祟惖拿擞选?/p>

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