重新设计的大肠杆菌可抵抗病毒并可能使转基因食品更安全

地球上所有生命都讲同一种语言。这种语言是基因的语言。（抱歉，不是爱情或音乐。这是《大众科学》 。）即使是截然不同的物种也可以遵循非常相似的遗传原理。这就是为什么科学家能够制造转基因生物或转基因生物。如果玉米不能“读取”细菌的 DNA，你就无法将细菌的基因放入玉米植物中。

然而，在过去十年中，生物工程师一直在研究这种基本语言。我们谈论的不仅仅是基因改造。去年，研究人员彻底改写了大肠杆菌的遗传密码，他们给这些细菌取了一个新名字：GRO，即基因重编码生物，而不是 GMO，即转基因生物。此外，研究人员长期以来一直致力于制造含有自然界中从未出现过的成分的蛋白质。这比如今超市里经过最严格改造的玉米或大豆更进了一步，这些玉米或大豆的蛋白质仍然由所有生命都需要的 20 种结构单元（称为氨基酸）组成。

今天，两支科学家团队在《自然》杂志上宣布，他们又向创造外星遗传密码迈进了一步。这些团队使用一种新型基因工程技术，比去年更彻底地改写了大肠杆菌的 DNA。他们重新调整了某些序列（你可以把它们看作遗传语言中的“单词”），使之具有不同的含义。他们在某些大肠杆菌生存所必需的基因中添加了序列，这样大肠杆菌就无法像以前那样进化并摆脱这些序列。此外，大肠杆菌还拥有许多以前从未有过的巧妙新能力。

我们讨论的不仅仅是基因改造。

这些改变可能使转基因生物对环境更加安全。一些科学家担心外来生物可能会吸收转基因生物的基因，成为超级杂草或其他害虫。但重写的细菌是如此的陌生，以至于其他生物无法吸收它们的基因。经过改造的大肠杆菌如果没有自然界中不存在的合成氨基酸就无法生存。科学家在实验室中给细菌喂食氨基酸。如果大肠杆菌逃出实验室，它们就会死亡。

“从生物技术角度来看，我们正处于解决这些问题的早期阶段，”领导其中一个团队的耶鲁大学生物工程师法伦·艾萨克斯 (Farren Isaacs) 表示。哈佛大学的乔治·丘奇 (George Church) 领导另一个团队。“现在提供保障措施对于该领域的进步至关重要，”艾萨克斯说。

这些保护措施尤其重要，因为丘奇和艾萨克斯重写的大肠杆菌能够抵抗多种病毒。通常情况下，病毒是读取其他生物遗传密码的大师——这就是它们劫持你的细胞机制并制造感染的方式，让你流鼻涕和痛苦不堪。但重写的细菌的 DNA 非常奇怪，许多病毒都无法读取它。

“现在提供保障对于该领域的未来发展至关重要。”

与此同时，一些行业已经开始使用转基因细菌。化学公司使用转基因大肠杆菌生产塑料或胰岛素等药物。乳制品厂使用转基因乳酸菌来更高效地生产酸奶。也许在不久的将来，转基因细菌可以为这些行业开辟新的能力。例如，制药公司可以使用转基因细菌来制造包含自然界中存在的 20 种以上合成氨基酸的药物，从而扩大他们能够制造的药物种类。乳制品厂和制药公司可能都希望获得能够抵抗病毒感染的转基因细菌，因为病毒感染会导致生产中断。

尽管丘奇和艾萨克斯在大肠杆菌中测试了这些新的基因工程技术，但他们希望有一天它们能应用于更高级的生物体。“我认为我们的目标是植物和动物细胞，甚至可能是植物和动物，”丘奇说。植物基因组更难改写，因为它们比细菌拥有更多的工作基因，但丘奇认为改写在植物中也“可能”奏效。