美媒:新基因工程能让人造DNA隐形

  参考消息网5月30日报道美媒称 , 细菌无处不在 。 它们生活在土壤和水中 , 生活在我们的皮肤上 , 生活在我们体内 。 有些细菌能致病 , 意味着会引发疾病或感染 。 为设计出对付病原体的有效治疗方法 , 研究人员需要知道哪些特定基因导致病原体具有致病性 。

  据美国《科学日报》网站5月28日报道 , 科学家能够通过基因工程确认致病基因 。 这涉及将人造DNA植入一个细菌细胞内 。 然而 , 问题在于 , 细菌已进化出复杂的防御系统来抵御外来入侵者——尤其是外来DNA 。 目前的基因工程手段往往将人造DNA伪装成细菌DNA , 以挫败这些防御系统 , 但这一过程需要进行非常具体的修改 , 既昂贵又耗时 。

  在《国家科学院学报》月刊最近刊登的一篇论文中 , 克里斯托弗·约翰斯顿博士及其同事介绍了一项新技术 , 该技术可让人造DNA不被细菌的防御系统发现 , 从而对细菌进行基因改造 。 理论上 , 这种方法几乎可适用于任何类型的细菌 。

  论文第一作者约翰斯顿是美国弗雷德·哈钦森癌症研究中心疫苗和传染病部门的研究员 。 他说 , 当一个细菌细胞发现有外来DNA入侵时 , 它会迅速摧毁入侵者 。 细菌持续面临病毒攻击的威胁 , 因此 , 它们形成了对付这些威胁的极其有效的防御机制 。

  约翰斯顿解释说 , 问题在于 , 当科学家希望将人造DNA植入细菌时 , 他们面对的防御系统正是保护细菌免受病毒侵害的那些系统 。

  报道称 , 为突破这一障碍 , 科学家进行了某些特定修改 , 以伪装人造DNA并诱骗细菌认为入侵者是自身DNA的一部分 。 这种做法有时会奏效 , 但可能需耗费相当长的时间和大量资源 。

  约翰斯顿的战略有所不同 。 他没有对人造DNA进行伪装 , 而是去掉了其基因序列中的一个特定组成部分——模体 。 细菌的防御系统需借助模体的存在来识别外来DNA并发动有效反击 。 人造DNA去除模体后 , 在细菌的防御系统面前基本上就变成隐形的了 。

  约翰斯顿说:“想象一下 , 细菌就像干船坞中的一艘敌方潜艇 , 人造DNA就像你手下的军人 , 需要进入潜艇执行特定任务 。 现有的方式就像把间谍伪装成敌方军人 , 让他们走到每一扇大门前 , 听凭警卫检查他们的证件 , 如果一切顺利 , 他们就进去了 。 我们的方式是 , 让军人隐身 , 让他们直接潜入大门 , 完全避开警卫 。 ”

  报道称 , 与现有的技术相比 , 这种新方法需要的时间和资源较少 。 在研究中 , 约翰斯顿以金黄色葡萄球菌为模型 , 但他研发的这一基本战略可被用来偷偷越过在80%至90%目前已知细菌中存在的各种主要防御系统 。

  这种新的基因工程工具为探究此前尚未得到充分研究的细菌提供了可能性 。 约翰斯顿解释说 , 由于科学家的时间和资源有限 , 他们倾向于研究已被入侵的细菌 。 有了这个新工具 , 入侵细菌DNA的一个主要障碍就被解决了 , 研究人员可以利用这一方法改造出更多具有临床意义的细菌 。

  美国福赛思研究所高级研究员、论文作者之一加里·博里西博士说:“细菌是我们这个星球的驱动力 。 拥有改造细菌的能力对医学、农业、化工业和环境都有深远影响 。 ”


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