生物安全是生物技术中使用转基因生物的一个主要问题。随着人们对蓝藻生物技术和合成生物学的兴趣日益浓厚，令人惊讶的是，到目前为止，还没有发表关于转基因蓝藻(也称为蓝绿藻)生物安全性的研究。官方manbetx手机版

斯洛官方manbetx手机版文尼亚卢布尔雅那大学的一个研究小组通过在单细胞蓝藻中开发和纳入生物安全机制来解决这一重要问题集胞藻属sp。pcc6803，被广泛用作模式生物和生产菌株。研究结果发表在4月份的《生物学开放》杂志上。

携带核酸酶自杀开关的聚囊藻PCC6803诱导自杀。(A)携带质粒编码杀伤开关(KS)的蓝藻细胞的生长曲线，其中核酸酶基因由金属诱导启动子驱动，核酸酶抑制剂基因由组成型启动子驱动。用Zn2+离子诱导蓝藻后，携带自杀开关的细胞没有生长，而缺乏自杀开关的细胞生长正常。(B) (A)的培养物在第13天被镀在固体培养基上。锌诱导后，自杀开关细胞(KS三倍体1-3)完全死亡，而野生型(WT三倍体1-3)仍然存活。

采用了两种生物控制策略。首先，可以触发转基因细胞开始产生一种核酸酶，这种酶可以降解细胞自身的核酸。来自相关蓝藻的非特异性DNA/RNA核酸酶及其抑制剂的基因以这样一种方式合并到PCC 6803中，即添加亚毒性浓度的金属离子触发核酸酶的产生，而无论诱导剂如何，核酸酶抑制剂的产生保持不变。在没有金属离子触发的情况下，抑制剂的存在有助于中和由于启动子泄漏而产生的任何核酸酶的痕迹。在合成生物学中，这种基因装置被称为自杀开关。在检查了广泛的调控序列后，由锌诱导启动子组成的组合被证明是最有效的，可以完全杀死转基因蓝藻。

在第二种方法中，在PCC 6803基因组中已经编码的毒素-抗毒素对之一在DNA水平上被重组。毒素-抗毒素系统只在蓝藻细胞内起作用，它们对人类或环境没有危害。它们由一种稳定的有毒蛋白质和一种不太稳定的中和解毒剂组成，参与各种细胞功能。与第一种方法类似，准备了几种变体的自杀开关并对其效率进行了测试。事实证明，与基于核酸酶的保护措施不同，基于毒素的自杀结构导致细菌生长减少，而不是有效地杀死细胞，这表明细菌能够应对毒素造成的损害。

为了项目的成功，选择用于构建生物防护措施的促进剂至关重要。为了获得最佳启动子组合的死亡开关，几个金属离子响应启动子与两个本构启动子一起进行了测试。此外，选定的蛋白质变得不那么稳定，以达到细胞内所需的平衡。

新开发的自杀开关是有史以来第一次成功实施的合成生物学装置，以提高转基因蓝藻的生物安全性。研究人员花了将近官方manbetx手机版三年的时间来优化它们，但仍有进一步改进的空间，以提高效率和更快的行动模式。

Marko Dolinar, Helena S. Celesnik
卢布尔雅那大学化学与化学技术学院

出版

生物技术上重要的微藻的生物安全性:内在的自杀开关在蓝细菌中实现。
Čelešnik H, Tanšek A, tahiroviki A, Vižintin A, Mustar J, Vidmar V, Dolinar M
2016年4月15日

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