“死亡开关”：新技术可控制转基因微生物的潜在风险

当人类逐渐掌握了越来越多关于DNA/RNA这种“生命的密码”的技术，大量的人工设计和合成的新生物物质开始涌现，合成生物学作为一门新的领域也迅猛地发展起来。由于没有经过自然的缓慢进化淘汰过程，这些各种各样的新生物物质究竟对自然对人类是福是祸，不得而知。这也是很多人对转基因生物可能造成的隐患产生担心的原因之一。

在很久以前的科幻小说中，作家就早已经梦想过疯狂的科学家创建出来的微生物，扩散到外面的世界大开杀戒，这比现代科学家们真正能做到这一点的时候早了很多。但现在，这样的技术和隐患也确实存在：当科学家努力尝试对人类有益的想法时，比如找到一种治疗细菌性疾病的方法，研究人员可能会无意间创建一个怪兽病毒，它不仅危害患者，还会传染到其他人，并导致严重伤害或死亡。这种担心并非毫无道理，正如大多数的生物研究人员可以证实的那样。这就是为什么有些科学家正在努力使转基因生物更加安全。

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其中遗传修饰的微生物被越来越多地用于生物医学、工业和环境科学中。在大尺度和开放的环境中，需要有安全和可靠的方式来防止这些工程微生物的扩散。针对这个问题，一个传统的方法是利用代谢营养缺陷技术，即使目标细胞只能在一个特殊外源提供的代谢物存在下才能生存。不过由于可能发生的物种交叉互补或者在非均一环境下可能出现的代谢物，另外这种系统很难针对不同的环境做出调整。因此这种传统方法有很大的局限性，不太实用。

麻省理工学院和哈佛大学的一个合作研究团队想出了两种新的方法，为转基因微生物自身设计一种“死亡开关”，以防止它对自然界造成不可预知的祸患。这个团队将这一技术发表在《Nature Chemical Biology》杂志上，并描述了他们的技术为什么比其它的方法更有优势。

他们的想法是要修改生物基因，使生物体对某些化学品的存在产生反应，如果这样的化学品存在，该生物就会启动自毁程序。比如一种被修改过的病毒或细菌会因暴露于周围空气中的某种化合物而死亡。除了这种防止转基因微生物扩散的作用，这种技术还可以用于方面。比如那些持有对转基因生物专利的科学家，希望他们的产品到了别人手上后能够自行毁灭，保护商业机密。为了满足这些需求，研究人员基于转基因技术提出了两种新的抑制功能，它们的名字分别为“亡者（Deadman）”和“密码（Passcode）”。

名为“亡者”的开关是相对于传统的代谢营养缺陷技术的优化，微生物必须在某种化合物一直存在的情况下才能存活。而“密码”开关则比较复杂，它结合了两种条件，即必须有某些种类的化学品而不能有另一些种类的化学品。例如微生物可被修改成需要两个不同的分子存在并且另一种分子不存在，或者设计成相反条件。因此设计者可以按他们的愿望选择任何“密码”。

Passcode死亡开关

当然这些新的想法和技术，以及与其类似的任何其它想法的主要障碍可能是，必须能够证明被修改的微生物不会通过进化或与原生的微生物相互作用而克服“死亡”开关，如果是这样，那就使得这种努力毫无意义，并可能使每个人都处于危险之中。

1. http://www.nature.com/nchembio/journal/vaop/ncurrent/full/nchembio.1979.html

2. http://phys.org/news/2015-12-genetically-microbes-wreaking-havoc.html