我们以前从未见过基因编辑技术(CRISPR)的使用。科学家通过破坏一种日本植物的基因,将其从紫色变成白色。更多的证据表明,基因编辑仍有更大的潜力。

改良花是日本的牵牛花。研究人员只编辑负责花青素的基因,而不影响植物的其他部分。然而,这一微小变化带来的潜力远远超过化妆品的功效。

在基因编辑技术中,Cas9酶负责DNA切割,这使得科学家能够准确地切割和粘贴基因,从而允许一些相当深入的生物工程。

尽管许多人担心这些工具会被滥用,但它们仍然可以被用于许多好的目的。

我们已经看到它被用来编辑动物的致病基因,尽管在人类未来的使用中仍然存在一些伦理问题。

现在,来自日本各地的研究团队表明,基因编辑技术将对植物的研究和操作产生巨大影响。

“据我们所知,这是首次将CRISPR/Cas9技术应用于高等植物颜色变化的研究,”研究小组写道。

在日本,牵牛花被选为本次实验的主要研究对象,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对它的基因编码了如指掌,而且可以熟练地使用DNA蓝图。

该研究小组的目标是修饰负责植物花颜色的基因,即二氢黄酮-4-还原基团(dfr-b)基因。在dfr-b的两侧还有另外两个密切相关的基因,这项研究的最大困难是使用CRISPR/Cas9技术在不影响植物其余部分的情况下准确地切割出正确的DNA链。

dfr-b产生的酶被认为是花色素苷产生的原因,所以切断它会使花变白,最终的结果也证明了这一推测。

资料来源:筑波大学

在处理过的植物胚胎中,大约75%是从白色而不是紫色花瓣中生长出来的,对相邻基因的进一步分析显示没有突变,这证明了CRISPR/Cas9的准确性。

这项研究可以让你定制花坛中花朵的颜色,因为新一代的植物,那些既能生长紫色又能生长白色花朵的植物,没有显示出人工引入DNA的迹象。

这提出了一个有趣的问题:不管我们的意图是好是坏,我们新发现的编辑基因的能力如何能永久改变自然的进程。

现在,科学家们正在进一步推进他们的研究。为了证明CRISPR/Cas9技术的准确性和潜在能力,日本在公元8世纪引进了牵牛花工厂,直到17世纪,基因突变的结果才导致白色牵牛花版本的出现。

在不到12个月的时间里,人类已经意识到,使用CRISPR/Cas9技术,大自然需要大约850年才能出现,这既令人兴奋又令人恐惧。

研究人员总结道:“这项研究的成功结果将有助于装饰牵牛花和其他观赏花卉或蔬菜的颜色和形状。”

这项研究已经发表在《科学报告》上。

蝌蚪编辑科学快讯,翻译李同信,转载必须授权