生物工程學報 Chin J Biotech 2008, March 25; 24(3): 355-362

journals.im.ac.cn Chinese Journal of Biotechnology ISSN 1000-3061

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李琴1, 2, 伍一軍1

1 中國科學院動物研究所分子毒理學實驗室, 農業(yè)蟲害鼠害綜合治理研究國家重點實驗室, 北京 100101

2 中國科學院研究生院, 北京 100039

摘 要: 隨著生物技術的發(fā)展, 研究人員構建出了大量具有特定功能的基因工程微生物, 這些基因工程微生物在實際應用時常受到限制, 因為它們釋放到環(huán)境中有可能帶來新的污染,。為了減少或消除其對環(huán)境的潛在危害, 有必要采取措施對這些基因工程微生物進行監(jiān)測和安全控制。通常要求這類基因工程微生物帶有便于監(jiān)測的檢測標記以及能進行自消亡的主動生物防御體系,。對基因工程微生物的檢測標記以及主動生物防御體系的研究現(xiàn)狀進行了綜述,。

關鍵詞: 基因工程微生物, 環(huán)境監(jiān)測, 主動生物防御體系, 自殺基因

Progress of Environmental Monitoring and Biological Containment System on Genetically Engineered Microorganisms

Qin Li1,2, and Yijun Wu1

1 Laboratory of Molecular Toxicology, State Key Laboratory for Integrated Management of Pest Insects and Rodents, Institute of Zoology, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China

2 Graduate School of the Chinese Academy of Sciences, Beijing 100039, China

Abstract: With the development of biological technology, many genetically engineered microorganisms (GEMs) for special purposes have been constructed and developed, but their practical applications in the field are still limited because GEMs may cause new environmental contaminations. To minimize the potential risks, the organisms released to environment need to be monitored and restricted for their distribution. In the laboratory conditions, the GEMs can be wiped off when required using some new biological technologies. The recent progress of research on the monitoring methods and active biological containment system for GEMs were reviewed in this paper.

Keywords: genetically engineered microorganisms, environmental monitoring, active biological containment system, suicide gene

在過去的幾十年間, 隨著生物技術特別是重組DNA 技術的發(fā)展, 結合實際需要, 研究人員創(chuàng)造出了多種基因工程微生物, 又被稱為遺傳工程微生物(genetically engineered microorganisms, GEMs), 它們的目的和用途多種多樣, 例如: 用于增強豆類植物的固氮能力[1], 控制農業(yè)害蟲[2], 工業(yè)生產甘油[3],富集金屬離子[4], 降解環(huán)境中的污染物[5]等。盡管GEMs 具有廣闊的應用前景, 許多具有特定功能的GEMs 在實驗條件下也表現(xiàn)出了很好的功能特性,但是GEMs 是一把雙刃劍, 將其釋放到環(huán)境中, 可以發(fā)揮有益的作用, 同時又有可能影響環(huán)境中原有的生態(tài)系統(tǒng)而導致新的生物污染, 給自然生態(tài)系統(tǒng)和人類健康帶來潛在威脅,。研究發(fā)現(xiàn), GEMs 所攜帶的重組質粒在土壤介質中可以水平轉移入土著菌中,而且外源基因可以重組到土著菌的染色體中并改變土著菌的遺傳信息[6],。通過盆栽大白菜的土壤環(huán)境評估GEMs 的安全性發(fā)現(xiàn), GEMs 可對土壤中的土著細菌群落產生影響, 在較短的時間(15 d)內就會導致土著細菌總數(shù)下降[7]。GEMs 不像化學物質, 它是一個自我復制的實體, 一旦釋放入環(huán)境, 就可以自我繁殖, 持續(xù)存在,。如果發(fā)現(xiàn)它們在環(huán)境中有不利的效應, 很難將其徹底消除,。為減少GEMs 的潛在危險性, 研究人員設計了主動生物防御(active biological containment, ABC)體系以便在需要的時候減少或消除GEMs 的存在。無論是將GEMs 釋放到環(huán)境中還是要將它們從環(huán)境中消除, 都需要對GEMs的存在,、分布以及遠期效應進行監(jiān)測,。而環(huán)境安全監(jiān)測和生物防御則是GEMs 安全應用的兩個重要方面, 本文對其研究現(xiàn)狀進行如下綜述。

全文下載：基因工程微生物的環(huán)境監(jiān)測及生物防御體系研究進展

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