Only Perception: 研究者成功讓「人造染色體」在植物中遺傳

2007-10-21

研究者成功讓「人造染色體」在植物中遺傳

Researchers make chromosomes to order
http://www.chicagotribune.com/business/chi-fri_biotechoct19,1,5209721.story?ctrack=1&cset=true

這項突破或能使食物、藥物的開發更加容易

By Jon Van Tribune staff reporter
October 19, 2007

屬於遺傳作物（genetic crops）的美麗新世界已經出現好一段時間了，不過位於芝加哥的研究者表示，他們開發了一種方法，能將作物控制提升到一個更高的境界：染色體。

創造出人造染色體，在其中有數個經改造的基因可以插入，或能加速來自於植物的燃料生產與製藥，同時提升作物的營養與產量。

在一篇將於週五發表的科學報告中，來自於芝加哥 Chromatin Inc. 與芝加哥大學還有北卡羅來納大學的研究者，成功地替玉米創造出一種人造染色體。經過四代之後，玉米將這種人造的染色體視如己出，並將它們傳遞給後代，其完整無缺的比率之高，跟原屬於植物的染色體沒有兩樣。

"這顯然是農業科學與農人們長久以來所夢想的工具，" Daphne Preuss 說，芝加哥大學分子遺傳學教授，同時也是 Chromatin 的總裁。

Preuss 表示，將一個染色體添加到植物的遺傳構造中，對於科學家來說比一次添加一個基因更加有用，後者是現在絕大部份的遺傳工程所完成的事。

當單一基因加入植物中，其配置傾向隨機，也因此要栽種許多植物才能讓少數植物獲得新基因的特徵，例如更加耐旱。通常，一株植物需要 2-3 個新基因才能獲得抗旱性，Preuss 說，這利用今日的技術很難辦到。

而一個人造染色體能攜帶數種所需的基因，而且能插入植物當中目標區域，她說，這讓科學家有能力將想要的特徵，比以前更快且更可靠地「灌輸」到植物當中。

今年初，Monsanto Co.（孟山都，知名生物科技、基改作物公司）簽署一項非專屬協定（non-exclusive agreement），讓他們能使用 Chromatin 的技術，而 Chromatin 也與數個其他農企業也都在討論當中，預計也會產生類似的協議。

"我確定" 玉米的成果 "將使得 Monsanto 相當高興，" Michael Hogg，一位芝加哥律師，專精於生物科技事務。

"這是相當大的一筆交易，" Ron Meeusen 說，一位生物科技老手，他帶領一家 Indianapolis（印第安那州首府）生物科技創投基金。

"我們已到達我們在作物上所能進行的最大限度（ceiling，天花板）。如果你想要插入一個、二個或三個基因，這是可行的。不過如果你想要比那還要更多基因，以達成下一次改進，那就會變得相當困難，" Meeusen 說，他與 Chromatin 沒有利益關係。

"有許多作物試驗需要 7、12 或 15 個基因，而今日我們辦不到。將它們個別置入，就好像要把 Humpty Dumpty 再一次拼湊出來一樣困難。（譯註：哈姆地‧達姆地是英國「鵝媽媽童謠集」中長得像蛋一樣的人，他從牆上摔下來後，大家都無法把他拼回去）Chromatin 開啟了我們所能做的最大限度。"

"他們能證明這件事，不只是因為實驗室的好奇心。它真的能被利用，" 他說。

技術始於雜草

Preuss 在進行雜草的學術研究時，開發了人造染色體技術，不過這項技術有許多需要適應針對玉米的技術。 Chromatin 的研究者目前正讓他們的技術能適應其他植物，包括柳枝稷（switch grass）與甘蔗，企圖幫助研究者，讓這些作物在轉變成乙醇燃料時產量更多。

Chromatin 的技術也能夠適用於創造出能產生有療效產品的作物。從植物當中製藥是一個年經的領域，不過某些商業化生物科技營運已經有產品在開發中。

一家家拿大公司，SemBioSys Genetics Inc.，試圖用紅花（safflower）植物產生胰島素，還有北卡羅來納的 Biolex Inc. 正在研究要從水生植物製造單株抗體（monoclonal antibodies，譯註：可針對某一抗原的、高度專一且高度敏感的抗體，在醫學試劑、治療癌症、化學上的純化、農業上的動植物疫苗都有許多應用）。

有許多大豆、玉米與其他經濟作物的變種，來自於遺傳改造，這樣的改造已經進行了一整個世代。

糧食作物特別會激起來自於人們的反抗，他們相信這樣的改造是相當危險的。歐洲的激進份子反對「Frankenfoods（基因改造食品）」已成功地阻止世上許多地區擁抱基改作物。

Chromatin 的技術預期會賦予科學家工具，讓他們的研究更加有目標與更有效率，Preuss 說，她的大學教職目前正留職停薪當中，以便監督這項技術的商業化。

安全極其重要

"它跟任何遺傳操作一樣都會受到同樣的規章管理，" 她說。"不管妳如何將基因放入植物當中，它全都需要受到管制。政府局處會察看我們夥伴的各種產品，並且調查安全性。這並非避免它的方法。我們堅持那些植物都經過適當檢測。"

人造基因的成功實作，研究者稱之為「迷你染色體（mini-chromosomes）」，將發表在 PLoS-Genetics 期刊上。

※ 相關報導：

＊ Meiotic Transmission of an In Vitro–Assembled Autonomous Maize Minichromosome
http://genetics.plosjournals.org/perlserv/?request=get-document&doi=10.1371/journal.pgen.0030179

Shawn R. Carlson, Gary W. Rudgers, Helge Zieler,
Jennifer M. Mach, Song Luo, Eric Grunden, Cheryl Krol,
Gregory P. Copenhaver, Daphne Preuss
PLoS Genet 3(10): e179, October 19, 2007
doi:10.1371/journal.pgen.0030179