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生物工程的进步可以为明天的超级植物铺平道路行雨者

时间：2022年07月20日

生物工程的进步可以为明天的超级植物铺平道路

物理学家Markita Landry在加州大学伯克利分校建立了一个实验室，用于拍摄细胞之间的情况。她认为在细胞周围安排碳纳米管可以帮助她看到里面发生的事情，但纳米管不断刺破细胞壁。

“这是一个非常艰难而且很快失败的项目，” 兰德里告诉NPR但与许多科学流感一样，失败揭示了一个完全不同的问题的解决方案。

几十年来，科学家们一直在尝试各种方法来改变植物的遗传。在植物中比在动物中更难做，因为除了细胞膜之外，植物还具有由刚性纤维素纤维制成的细胞壁，当与其他细胞壁结合时，产生植物的结构。将单链DNA插入植物就像试图将煮熟的面条推入厚厚的面包片中。但是，将一条DNA静电附着在兰德里的纳米管之一上，使该工具刚刚变硬，使其成为一个完美的“DNA传递平台”。

目前用于植物生物工程的方法涉及“将基因引入组织 - 称为生物射弹的过程 ”和特洛伊木马方法，科学家将DNA隐藏在渗入植物的细菌内。基因爆破方法造成的损害太大而无效，植物对细菌感染具有令人印象深刻的抵抗力。纳米管方法更加优雅，甚至设法将基因插入叶绿体中，叶绿体是负责光合作用的植物细胞中的细胞器。

描述这些发现的论文将兰德里的发现置于全球范围内对食物和能源日益增长的需求中：“在农业中，植物的遗传增强可用于创造对除草剂，昆虫，疾病和干旱具有抗性的作物。”要在物种之间快速有效地做到这一点，您需要一个非常精确的基因编辑工具。

事实证明，我们有一个。它被称为CRISPR / Cas9，去年中国科学家Jiankui He 基因编辑的婴儿给予他们免疫力的艾滋病毒/艾滋病。在植物中，坚固的DNA包裹的纳米喷枪可以通过引入基因剪接酶Cas9和DNA编码器RNA来做类似的事情，以使所需的遗传修饰永久化。

由于该技术可防止外来DNA插入植物基因组本身，因此在美国和欧盟以外的其他国家，此类作物不会被视为“转基因”或转基因生物。而根据兰德里，纳米管“是强大的小事”使他们“适合车库科学。你不需要冰箱，基因枪，细菌....... 我们可以大规模生成它们，“与其他方面使用的繁琐，低产量方法不同。

在对芝麻菜和小麦细胞进行成功试验后，伯克利研究人员正在测试烟草，棉花和其他小麦品种中的纳米管扩散。与此同时，兰德里希望更好地了解每个细胞内的遗传因素 - 即插入的基因如何转化为蛋白质，就好像它们是细胞自身一样，而不是生物工程纳米探针的结果，这种探测起初是一个意外。