利用CRISPR改进转基因生物

近，美国麻省理工学院（MIT）的两名研究人员，利用CRISPR技术，开发出了转基因生物（GMOs）的一个“删除开关”。相关研究论文发表在《自然通讯》（Nature Communications）杂志上，研究人员在这篇论文中描述了他们的开发过程，以及对转基因生物的开发和利用有何影响。

　　

生物通报道：最近，美国麻省理工学院（MIT）的两名研究人员，开发出了转基因生物（GMOs）的一个“删除开关”。相关研究论文发表在《自然通讯》（Nature Communications）杂志上，Brian Caliando和Christopher Voigt在这篇论文中描述了他们的开发过程，以及对转基因生物的开发和利用有何影响。延伸阅读：Cell子刊：基因编辑水果即将来临？。

近年来，转基因作物已被大量的新闻报道，因为一些人担心，以这样一种方式生产的食品可能是有害的。其他人担心，改良过的细菌或病毒进入环境，可能是灾难性的。在这项新的研究中，两位研究人员描述了一种技术，为转基因生物新增了一种功能——它们发现自己处于错误环境中会自我毁灭的能力，他们这项研究使用了CRISPR技术——用化学物质修改基因片段的一种手段。

CRISPR可以剪断基因片段并用其他片段取代它们，这是转基因生物背后的中心思想。但CRISPR也可以用来剪掉基因片段而不更换它们，这是Caliando和Voigt试图利用的该系统的那部分。他们的想法是，给转基因生物增加额外的能力，例如识别某种糖的能力。转基因生物可被进一步编程为发动CRISPR系统的二次部分（当这种识别发生时），这二次部分涉及到，剪掉导致转基因生物首先被修改的片段，从而让它回到它的自然状态，并且如果需要也会杀死它。

例如，研究人员修改了一个已经改良的大肠杆菌样本，以使其能识别阿拉伯糖分子——当它这样做时，它剪掉已经插入的DNA部分，并关闭导致其自身死亡的一系列事件。该小组报道称，两个小时后，在测试中约99%的细菌死亡。

研究人员认为，他们的技术可以通过两种方式为转基因生物公司使用。第一是，防止转基因生物破坏自然环境，第二则是保护商业秘密——已被插入到生物体的基因序列在死前是否被剪掉。

（生物通：王英）

生物通推荐原文摘要：
Targeted DNA degradation using a CRISPR device stably carried in the host genome
Abstract: Once an engineered organism completes its task, it is useful to degrade the associated DNA to reduce environmental release and protect intellectual property. Here we present a genetically encoded device (DNAi) that responds to a transcriptional input and degrades user-defined DNA. This enables engineered regions to be obscured when the cell enters a new environment. DNAi is based on type-IE CRISPR biochemistry and a synthetic CRISPR array defines the DNA target(s). When the input is on, plasmid DNA is degraded 108-fold. When the genome is targeted, this causes cell death, reducing viable cells by a factor of 108. Further, the CRISPR nuclease can direct degradation to specific genomic regions (for example, engineered or inserted DNA), which could be used to complicate recovery and sequencing efforts. DNAi can be stably carried in an engineered organism, with no impact on cell growth, plasmid stability or DNAi inducibility even after passaging for >2 months.