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基改爭議有解:細胞受精之後就會死~有效避免基改花粉汙染自然環境!

基改爭議有解:細胞受精之後就會死~有效避免基改花粉汙染自然環境!

人工自交不親合技術-Synthetic Incompatibility,可有效避免基改花粉飄散至環境的危害

編譯 張瑞玶編輯 林韋佑

基因工程技術成果造福了人類社會與自然環境,但基改作物在農業面臨的挑戰也備受爭論:如何降低基因改造生物(轉殖生物)與其他物種雜交繁衍後代,並將改造的基因,再次散播至生態環境的風險,一直是支持基改作物的育種家最迫切的問題。農業學家研發新的育種技術,一旦基改作物的花粉與普通作物授粉之後,受精卵變會自行啟動「自殺」基因,使的受精卵無法正常生長,因此無法產生下一代。


根據自然通訊(Nature Communications)期刊,明尼蘇達大學生物科學學院助理教授Michael Smanski與他的團隊研究表示,目前已經發展出一種新技術或許能有效防止上述的雜交狀發生。這個新技術我們稱之為「Synthetic Incompatibility」(人工自交不親和性,暫譯),可以將基改作物變成一種「無法與其野生種或是馴化後的物種繁衍後代」的新品種。

Synthetic Incompatibility此技術的基本原理是:
將早已存在於生物體內的基因,於不正確的位置與時間點開啟(例如受精之後就開啟)。並且運用一種新型分子工具-可調控的的轉錄因子(programmable transcription factors),準確地控制生物體中特定基因的開啟或關閉,達到「無法產生後代」的效果。




以基改作物與其野生種的配對作為例子:一旦基改作物與野生種發生雜交事件,基改作物細胞中控制基因開關的轉錄因子,會活化特定基因導致細胞死亡,因而促使其繁衍出的後代無法生存。

Smanski與他的團隊表示,雖然現在也有許多不同的方法可以控制基因飄移(gene drift)現象(註),像是搗亂農作物授粉或使用化學物質來控制農作物繁衍後代等方式,但這些方法都需要針對每種物種的不同特性才能改變該農作物的繁衍。

而Smanski團隊想發展Synthetic Incompatibility此技術的主要目的,即是期望能夠在不改變原農作物的生長條件下,運用基因工程技術控制任何生物的有性生殖。

研究團隊中的博士後研究員Maciej Maselko指出,Synthetic Incompatibility將會是一種很有價值的新技術,因為這種方法絕對不會轉殖出任何有毒的基因。此外,這個研究雖然以啤酒酵母作為主要的研究材料,但此技術應該也能搭配熱門的新型基因編輯技術-CRISPR-Cas9,應用在昆蟲、水生生物與植物。


未來,此技術還會嘗試應用於生產藥物、食物、飼料與燃料。同時,此基因工程控制技術的持續發展,對於外來入侵物種或害蟲,例如:北美洲地區的亞洲鯉魚與全球各地傳播疾病的蚊子等環境議題,也帶來了更多解決困境之希望。

Smanski最後表示,接下來進一步的研究目標就是需要進行更多研究來證明Synthetic Incompatibility的技術能在啤酒酵母以外的生物體也有具有相同的作用,並且可能以魚類、昆蟲、線蟲和植物作為主要的新的研究材料。


註:基因飄移,作物的基因序列,藉由花粉與其他物種的花粉授粉後,發生雜交現象,改變原始物種的基因組,

資料來源: 每日科學 Oct 17, 2017   New way to prevent genetically engineered and unaltered organisms from producing offspring


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