具有自殺控製功能可降解農藥的環境安全型基因工程菌研製成功
通過重組DNA技術構建的具有特定功能(如:降解農藥)的基因工程微生物,即遺傳工程微生物 (genetically engineered microorganism, GEM)具有廣闊的應用前景,然而,GEM的應用本身又有可能引發新的生態問題,這種潛在的危險性反過來限製了它的應用。為了研究如何最小化GEM應用的潛在風險,有必要建立用於環境中GEM的安全監測體係和在需要時能減少或消除其存在的主動生物防禦(active biologic containment,ABC)體係。
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伍一軍研究組利用雙質粒表達係統成功構建了具有熒光特性和農藥降解活性及可誘導性自殺能力的GEM。在該雙質粒表達係統中有兩個功能質粒:一個是用於ABC體係的自殺基因雙拷貝質粒;另一個是與自殺質粒相容的帶有熒光蛋白基因與農藥降解酶基因的功能質粒。前者含有來源於Serratia marcescens 的去除前導肽的核酸酶自殺基因,該基因被構建到T7啟動子下遊,其表達受阿拉伯糖誘導;後者則是帶有有機磷水解酶(organophosphorus hydrolase,OPH)基因與綠色熒光蛋白(enhanced green fluorescent protein,EGFP)基因的質粒pL-EGFP-OPH,將其與自殺質粒共轉於E. coli BL21AITM 中得到GEB。通過熒光檢測和酶活性檢測以及可誘導性自殺能力的檢測,證明該GEB不僅具有可供方便檢測的熒光特性,而且還具有可誘導自殺能力,同時還具有較強的農藥降解活性。具有自殺控製功能的安全型GEB的研究成功極大地提高了GEM在環境中實際應用的安全性。
以上研究結果發表在 Applied Microbiology and Biotechnology 雜誌上:
Qin Li, Yi-Jun Wu. A fluorescent genetically engineered micro-organism that degrades organophosphates and commits suicide when required. Applied Microbiology and Biotechnology. 2009, 82(4):749-756.
該文第一作者為分子毒理學研究組李琴博士研究生,伍一軍研究員為文章的通訊作者。該研究工作得到了國家高技術研究發展計劃(863計劃)(No. 2002AA601160;No. 2006AA06Z423)及必威精装版app西汉姆联 知識創新工程(KSCX3-IOZ-0701)課題的資助。

