1。促进风险研究大量资金流向了通过基因工程和生物技术创建的新应用和产品的开发。相比之下,几乎没有任何可用于独立风险研究的钱。因此,科学家缺乏进行预防风险研究的必要激励措施。因此,研究中存在完全不平衡:用户的观点和潜在收益的期望占上风,而保护目标的观点则不足。为了弥补这一缺点,应将固定比例的技术资金投资于风险研究和技术评估中,这些评估不受任何对应用和商业化的兴趣。
美国研究人员要求批准在野外种植一种抗疾病的美国栗树。他们称这树称为“亲爱的58”。他们提议使用该GE树代替或“恢复”已被枯萎病(Cryphonectria parasitica)广泛破坏的美国栗子物种。但是,通过基因工程“恢复”了美国栗子的希望有很大的风险,并可能威胁到加拿大和美国正在努力通过支持更高的枯萎病的现有树木的繁殖较高的树木来恢复野生美国栗子的数十年的努力,这些树木使用非ge的方法来培养较高的枯萎病和繁殖树。
番茄 ( Solanum lycopersicum ) 是一种全球性种植的作物,具有巨大的经济价值。外果皮决定了番茄果实的外观,并在收获前和收获后保护其免受各种生物和非生物挑战。然而,目前还没有番茄外果皮特异性启动子,这阻碍了基于外果皮的基因工程。在这里,我们通过 RNA 测序和逆转录-定量 PCR 分析发现番茄基因 SlPR10 ( PATHOGENESIS RELATED 10 ) 在外果皮中大量表达。由 2087-bp SlPR10 启动子 ( pSlPR10 ) 表达的荧光报告基因主要在 Ailsa Craig 和 Micro-Tom 品种的转基因番茄植株的外果皮中检测到。该启动子进一步用于番茄中 SlANT1 和 SlMYB31 的转基因表达,它们分别是花青素和角质层蜡质生物合成的主要调节因子。pSlPR10 驱动的 SlANT1 表达导致花青素在外果皮中积累,赋予果实抗灰霉病和延长保质期,而 SlMYB31 表达导致果皮蜡质增厚,延缓水分流失并延长果实保质期。有趣的是,pSlPR10 和另外两个较弱的番茄外果皮优先启动子在转基因拟南芥 (Arabidopsis thaliana) 植物的子房中表现出一致的表达特异性,这不仅为番茄外果皮和拟南芥子房之间的进化同源性提供了线索,而且为研究拟南芥子房生物学提供了有用的启动子。总的来说,这项研究报告了一种理想的启动子,能够在番茄外果皮和拟南芥雌蕊中实现靶基因表达,并证明了其在番茄果实品质遗传改良中的实用性。
气候硫化植物对于不可预测的世界中的农业稳定至关重要。随着气候破坏(例如干旱,洪水和极端温度波动)变得越来越普遍,目前的农田的生产力将降低。预计每个一级摄氏量的升温将分别降低小麦,大米和玉米的产量分别减少6%,3%和7%[1]。因此,在最激烈的气候情况下,在未来十年中,谷物产量可能会下降15%至35%。弹性作物将是确保未来农业稳定的重要组成部分。然而,可以忍受极端环境压力的植物,包括具有更好的水利用效率,耐热性和洪水耐药性以及耐霜冻性的植物,使用既定的方法都不容易产生。繁殖和随机诱变太慢,可能难以控制。即使是基于CRISPR-CAS9的基因编辑也可能不足以到,因为提高的弹性可能需要对植物进行动态和/或组织约束的修饰(图1)。合成生物学 - 旨在将新能力引入活生物体的先进基因工程领域,有可能快速发展气候富农作物的作物。与标准作物工程相比,其中将来自其他生物体(例如病毒,细菌或哺乳动物)的单个基因引入植物中,并在所有细胞类型中表达,合成生物学可用于以更具控制的方式表达许多基因;例如,仅在特定的叶片或根细胞中或对环境变化响应(图1)。这种精确的遗传控制允许合成生物学家将新的复杂行为设计为生物体。应用于植物时,合成生物学可用于改变农作物对环境的反应方式,同时保持其理想的特征,例如水果尺寸,营养含量或茎高度。例如,合成生物学可用于改变干燥土壤中的根生长,以增强干旱耐受性。这种改善的环境反应能力可能有助于植物适应极端天气并扭转驯化的有害基本性,这通常以牺牲环境的反应为代价来改善产量性状[2]。
细菌染色体和细菌质粒可通过同源重组在体内进行改造,使用 PCR 产物和合成寡核苷酸作为底物。这是可能的,因为噬菌体编码的重组蛋白可以有效地重新组合同源序列,这些序列短至 35 到 50 个碱基。重组允许插入或删除 DNA 序列,而不考虑限制位点的位置。本单元首先描述了表达重组功能的电转化感受态细胞的制备及其用 dsDNA 或 ssDNA 的转化。然后,它介绍了支持协议,这些协议描述了几种两步选择/反选择方法,这些方法可以在不留下目标 DNA 中任何不必要的变化的情况下进行遗传改变,以及一种从大肠杆菌染色体或共电穿孔 DNA 片段中将遗传标记(通过检索进行克隆)检索到质粒上的方法。附加方案描述了筛选未选择突变的方法、从重组菌株中去除有缺陷的原噬菌体的方法和其他有用的技术。Curr. Protoc. Mol. Biol. 106:1.16.1-1.16.39。C 2014 by John Wiley & Sons, Inc.
会议概述和描述合成生物学通过采用标准化和模块化等编程概念、设计自然界中可能不存在的途径和产品以及重写生物合成途径,扩展了基因工程工具箱。自分子生物学问世以来,藻类和植物工程方法的研究取得了迅速发展。它通过生物合成经济上可行的药物和生物能源分子,为全球生物经济做出了巨大贡献。本次 ICGEB 研讨会将汇集合成生物学领域的领导者,将他们的专业知识传递给下一代。该计划将重点介绍如何利用创新的合成生物学方法利用光合生物进行生物能源和药物分子的生物合成。会议将推广用于生物能源的合成生物学尖端工具。它将为从行业角度讨论合成生物学工程打开平台。将为研究生、博士后和相关科学家提供独特的机会,以展示和交流新的数据和想法,并促进初级和高级研究人员之间的互动。简短的演讲将从当地教学人员中选出。会议的学院氛围、深入的讨论环节和非正式聚会可为跨学科交流提供一个独特的论坛,并建立关系以开展和完成未来的合作研究。本次会议的重点是合成生物学工具的基本理解和学习,专门用于探索光合生物中产生生物能源和药物分子的生物合成途径。研讨会将涵盖组织、基因组编辑、RNAi、生物合成途径的调控和调节、代谢物运输和储存以及与增值产品相关的植物新兴技术以及通过重新连接光合生物中的碳浓缩机制 (CCM) 来减轻大气中过量的二氧化碳。研讨会将持续八天,包括大约 12 场与实践培训相关的专业讲座,预计将有 30 名参与者;15 名来自 ICGEB 成员国,15 名来自印度,具有学术和工业研究背景。每个会议的主要会议和主题将采用以下暂定格式。
a 威斯康星大学麦迪逊分校化学与生物工程系,美国威斯康星州麦迪逊市 b 威斯康星大学麦迪逊分校细菌学系,美国威斯康星州麦迪逊市 c 威斯康星大学麦迪逊分校化学系,美国威斯康星州麦迪逊市 d 威斯康星大学麦迪逊分校微生物学博士培训项目,美国威斯康星州麦迪逊市 * 通讯作者。威斯康星大学麦迪逊分校化学与生物工程系,美国威斯康星州麦迪逊市。电子邮件地址:brian.pfleger@wisc.edu
entic工程有可能提高食物链中植物营养素的水平,从而降低许多慢性疾病的风险。可以通过使用食品作物中存在的自然遗传变异或通过遗传工程来实现代谢工程来实现生物化。但是,需要进行一项重要的基础研究,以阐明什么是植物营养素,当人类消耗时其生理影响,预防疾病的作用机理,对食物基质的影响以及