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转基因烟草或可用作工业蛋白质的“制造机器”!
2019年07月17日来源:烟草在线据《科学美国人》报道编译

  一项概念验证研究,让转基因烟草植物在叶绿体(而不是细胞核)中制造一种有用的酶,从而将酶转移到其它生物体的机会降到最低。

  当然,烟草植物是用来制造卷烟的。但是烟草在科学研究中也被大量地使用。一项新的研究表明,烟草可以通过基因工程大量生产一种商业上重要的细菌酶,即纤维素酶。这种酶有许多工业用途,包括作为生物燃料的一种制剂。

  而且,即使这种“植物机器”被选为酶的制造工厂,与未经改造的植物相比,这些植物在野外生长时产量并不会减少。这一事实相当引人注目,因为你可能会怀疑,当植物消耗大量资源来制造大量纤维素酶时,它将难以生长。但事实不是这样。

  这项概念验证研究发表在《自然植物》杂志上,研究名称为[Jennifer a . Schmidt等人,田间种植的烟草植物保持旺盛的生长,同时在叶绿体中积累大量的细菌纤维素酶]。

  伊利诺斯大学的植物生物学家Justin McGrath是这项研究的主要作者之一。他说这项工作可以降低生产有用蛋白质(比如酶和一些疫苗)的成本。这是因为在田间种植烟草比在室内大型发酵罐中种植转基因酵母和其它微生物要便宜得多。

  McGrath说:“我们从这项研究中估计,生产一克这种纤维素酶的成本在20美分到1美元之间。而目前的方法,根据使用的方法的类型,可能要花费几百到几千美元。”在田间种植这种植物比在室内种植更容易大规模生产药用和工业蛋白质。

  但是,每当谈到在开阔地带种植转基因植物时,人们就会担心,植入作物中的DNA可能会逃逸,并进入其他生物体。但是研究人员通过避开细胞核来保护系统不受此类事件的影响,因为细胞核中的DNA才是可以复制和传递的。相反,他们修改了叶绿体中的DNA——叶绿体是负责光合作用而不是繁殖的细胞器,不具备遗传作用。

  “这增加了一个非常好的安全功能。”普渡大学资深生物技术研究员Rainer Fischer说。他没有参与这项研究。“所以基本上,在烟草的花粉中没有任何叶绿体,所以应该不会有异交的危险。也就是说,外来DNA进入自然界其它植物是没有可预见风险的。

  进一步的研究将确定,该系统能否产生其它有价值的酶——这可能有助于将烟草从健康的敌人转变为人类的盟友。

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