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基因编辑技术能让我们看到更加鲜艳的花朵

2017-09-13  |  蝌蚪五线谱 原创 收藏(0)  | 

我们以前从未见过基因编辑技术(CRISPR)这样的使用方式,科学家们通过破坏日本一种植物的一个基因,将它从原来的紫罗兰色变成了白色,而更多的证据表明,基因编辑还拥有更巨大的潜力。

改良花是日本的牵牛花植物,研究人员只对负责花色素的基因进行编辑,而不影响植株的其余部分,但这小小的改动所带来的潜力却远远超出了化妆品的功效。

基因编辑技术中,Cas9酶负责做DNA切割的操作,它让科学家能够精确剪切和粘贴基因,从而允许进行一些相当深入的生物工程。

虽然很多人担心这些工具会被滥用,但它们还可以有很多好的用途。

我们已经见过它被用于编辑动物的致病基因,虽然这在人类未来的使用中,仍然存在一些有关伦理的问题。

而现在这个来自日本各地机构的研究小组表明,基因编辑技术将会在研究和操纵植物方面产生巨大的影响。

“据我们所知,这是第一个关于将CRISPR / Cas9技术用于高等植物花色变化的研究,”该研究小组写道。

在日本,牵牛花被选为这个实验的主要研究对象,是因为它已经是日本国家生物资源项目(NBRP)的一部分,这意味着科学家已经知道很多关于它的基因编码,而DNA蓝图也已经可以熟练使用了。

该研究小组的目标是修改负责植物花朵颜色的基因,即二氢黄酮-4-还原组(dfr-b)基因。在dfr-b的两侧有另外两个非常密切相关的基因,而该研究的最大难点便在于,要在不影响植物其余部分的情况下,使用CRISPR/Cas9技术准确地剪出正确的DNA链。

dfr-b产生的酶被认为是产生花青素的原因,所以剪切掉它应该使得花朵变白,而最终的结果也证明了这样的猜想。

图片来源:University of Tsukuba

在经过处理的植物胚胎中,大约有75%的胚胎是由白色而不是紫色的花瓣生长而成的,而对邻近基因的进一步分析显示其中并没有发生突变,这便证明了CRISPR / Cas9的准确性。

这项研究有可能可以让你定制花坛中花的颜色,因为新一代的植物,即那些既能长出紫罗兰色也能长出白色的花的植物,没有展现出人工引入DNA的迹象。

这就提出了一个有趣的问题:不管我们的意图是好是坏,我们新发现的基因编辑能力能够如何永久地改变自然的进程。

现在,科学家们正在进一步推进他们的研究,为了能展现CRISPR / Cas9技术的准确性和潜在能力:公元8世纪,日本引进了牵牛花工厂,而直到17世纪,基因突变的结果才带来了一个白色的牵牛花版本的出现。

人类在不到12个月的时间里,通过使用CRISPR / Cas9技术,实现了大自然需要花费大约850年的时间才能出现的现象,这既令人兴奋又令人感到害怕。

研究人员总结道:“本研究的成功结果将有助于为牵牛花以及其它观赏花卉或蔬菜进行花色和形状的修饰。”

这项研究已经发表在《科学报告》上。

蝌蚪五线谱编译sciencealert,译者李彤馨,转载须授权

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