Gentechniker bauen einen biologische Kill-Schalter


Die Angst vor dem gentechnisch veränderten Kreaturen aus dem Labor entkommen ist die Basis für tausend Science-Fiction-Geschichten, aber es ist auch ein legitimes Anliegen. Das ist warum Gentechniker Kill Switches oder genetisch codierte Selbstmord Auslöser erfinden, GVO wollen sie geschlossen zu halten. Hier ist, wie sie funktionieren.

Warum brauchen wir töten, Schalter

Wenn wir jetzt über GVO sprechen, meinen wir in der Regel genetisch veränderten Lebensmittel: Mais, Sojabohnen, Raps, extra knackige Äpfel. Während GV-Pflanzen in der freien Wildbahn gelegentlich verbreitet haben, sind Pflanzen, relativ gesehen, leicht zu enthalten.

Aber was ist mit einem GM-Mücke, die wegfliegen kann? Oder mikroskopische GM Bakterien Nässen durch den Boden? Sobald solche Organismen zu entkommen, gibt es wirklich keinen Weg zurück. Und diese sind nicht an den Haaren herbeigezogen Szenarien. Wissenschaftler untersuchen bereits Möglichkeiten, GM Bakterien zu bereinigen, giftige Flüssigkeiten zu mobilisieren. Und die Moskito-Szenario ist bereits im Gange – wir verwenden sterile GM Mücken, um die Ausbreitung von Dengue-Fieber zu stoppen. Was wir nicht wollen ist eine unbeabsichtigte Umweltkatastrophe als gentechnisch veränderten Organismen und ihre Gene verbreiten durch die Umgebung.

Was ist, um ihn zu stoppen? Ein Kill-Schalter, oder ein Stück des genetischen Codes, die die GM-Organismus tötet, wenn seine Arbeit getan ist. Kill Schalter bereits entwickelt wurden, um Labor gefertigte GVO ins Labor zu beschränken. Aber wenn wir absichtlich GVO in freier Wildbahn entlassen werden, brauchen wir mehr anspruchsvolle Kill-Schalter. Und sie kommen.

Schnappt sie süchtig nach einem chemischen Labor

Ein Kill-Schalter ist im Grunde eine tödliche Stück des genetischen Codes, die leicht ein-oder ausgeschaltet. Der Auslöser kann eine Veränderung in der Umwelt, wie z. B. Wärme oder Zelle Dichte sein. Die am häufigsten verwendete Strategie ist jedoch im Grunde chemische Abhängigkeit: GVO eine Labor-Chemikalie, die nicht es in der Natur bekommen kann zu ernähren. Dann machen Sie die GVO Leben darauf angewiesen. Wenn die GVO in die Außenwelt entweichen, stirbt es, ohne seine chemische.

Wir verwenden jetzt bereits diese Art von Kill-Schalter. Gentechnisch veränderte Aedes Aegypti Moskitos werden verwendet, um die Dengue-Fieber zu kämpfen. Die Firma Oxitec experimentiert mit Freigabe dieser Mücken, die Tetracyclin überleben brauchen. Tetracyclin ist besser bekannt als ein Antibiotikum, aber sehr unterschiedliche Rolle für diese modifizierte Mücken.

OXITEC hat in seinen Mücken eine genetische Sequenz eingefügt, die ein Protein namens tTa oder Tetracyclin Transaktivator beinhaltet. Die genetische Sequenz wurde entwickelt, so dass sobald tTa aktiviert ist, verursacht es die Zelle mehr und mehr des Proteins zu machen – was zur Landebahn Produktion von tTA. tTa dann Gunks oben die zelluläre Maschinerie, schließlich töten die Mücke.

Tetracyclin wirkt wie ein Gegenmittel gegen tTA. OXITEC wirft männliche Mücken mit tTA und füttert sie Tetracyclin. Einmal in die freie Wildbahn entlassen, sie sterben, ohne das Antibiotikum – aber nicht vor der Paarung und der tTa-Gene ausschalten an Nachkommen, die entweder ohne Tetracyclin leben können. Es ist ziemlich genial.

Was noch fehlt: TTa-System mit Mücken funktionieren könnte, aber es ist keine einheitliche Lösung für GVO. Das gilt vor allem für GM-Bakterien, die möglicherweise die trickreiche von allen.

Zum einen entwickeln Bakterien sehr schnell, zum Teil, weil sie die besondere Fähigkeit haben, DNA zu saugen, stoßen sie in der Umgebung. Ein Kill-Schalter, von der abhängt, sagen wir, ein GM Bakterien Unfähigkeit, eine einzelne lebenswichtige Nährstoff zu verstoffwechseln leicht vereitelt werden könnte, wenn es das entsprechende Gen abholt. Dies bedeutet auch, dass ein GM töten Bakterien möglicherweise nicht genug, um zu verhindern, dass seine Gene verbreiten. Wenn seine veränderte DNA herum Stöcke, können andere Bakterien in der Umwelt es abholen.

Thats, warum in diesem Jahr Wissenschaftler haben zwei neue Strategien vorgeschlagen. Beide beinhalten noch chemische Auslöser, aber sie fügen ein weiteres Stück des Puzzles.

Synthetische Aminosäuren

Eine Strategie nimmt synthetischen Nährstoffe ein Schritt weiter auf synthetische Aminosäuren, die sehr Moleküle, die die Bausteine der Proteine sind. Wissenschaftler kündigte Anfang dieses Jahres, waren sie in der Lage, E. Coli , die synthetische Aminosäuren durch tatsächlich ändern Übersetzung, der Prozess, durch die unsere Zellen den genetischen Code der RNA, Proteine herzustellen lesen, aufgreifen.

Übersetzung funktioniert in der Regel wie folgt. Alle drei Briefe von RNA bildet ein Codon, das entspricht einer der 20 Aminosäuren, die Proteine bilden. Codons sind überflüssig, so dass mehr als ein Codon für die gleiche Aminosäure codieren kann. Außerdem gibt es drei Stop-Codons (UAG, UAA, UGA), dass alle das Ende eines Proteins zu signalisieren. Wissenschaftler haben eine dieser Codons (UAG) zu stoppen und eine 21. Aminosäure zugeordnet – eine synthetische. Dann neu sie wesentliche Proteine in der Zelle diese synthetische Aminosäure enthalten. Diese synthetische Aminosäure wegnehmen, und die Zelle kann nicht mehr überleben. Es kann auch so leicht nicht weitergeben auf seine Gene auf andere Bakterien, da dies mit der Prozess der Herstellung von Proteinen bastelt.

Selbstzerstörende DNA

In dieser Woche angekündigt Wissenschaftler, dass eine neue Art von Kill-Schalter, die genetisch veränderte Organismen (GVO) und tötet seine veränderten Genen löscht. Es nutzt CRISPR, ein heißes neues Tool in der molekularen Biologie gerade jetzt. Das CRISPR-System verfügt über ein Enzym, das Ziel DNA sehr präzise schneidet.

In einer neuen Studie entwickelt Wissenschaftler speziell E. Coli mit Genen für CRISPR, die erst in der Gegenwart ein Zucker namens Arabinose aktiv werden. Sobald die Bakterien Arabinose spüren, erwacht der CRISPR-Maschinen, Kauen bis DNA die Zelle zu töten. Seine CRISPR-System kann auch optimiert werden, um künstliche DNA-Sequenzen, halten sie aus der Umwelt zu löschen und ihnen auch im Falle, Sie jetzt, Geschäftsgeheimnisse geheim zu halten.

In den Fällen der synthetische Aminosäuren und selbstzerstörende DNA neuen Studien sind Beweise für Konzept, und es werde noch Jahre dauern, die Technik ist bereit für die Primetime. Aber Wissenschaftler sind auf jeden Fall darüber nachzudenken, wie gentechnisch veränderte Organismen enthalten. Anspruchsvollere GVO kommen, und wir brauchen mehr anspruchsvolle Möglichkeiten, sie enthalten.

Bild oben: Sergey Nivens/Shutterstock

Kontaktieren Sie den Autor unter [email protected].

Verwandte Artikel

Einfacher Code verwandelt jedes USB-Laufwerk in ein Kill-Schalter für Ihren Computer

Meister kriminellen, serielle Ehebrecher und andere Alufolie-Hutträger verbringen ihr Leben auf der Suche über die Schulter, Angst, erwischt mit einem eingeschalteten Laptop voll von belastenden Informationen in, sagen wir, eine öffentliche Bibliothek von...

Kalifornische Gouverneur Zeichen Smartphone Kill-Schalter in Recht

Es ist offiziell: jedes Handy in Kalifornien verkauft haben nun eine Fernbedienung deaktivieren Option enthalten, die Sie ein gestohlenes Gerät unbrauchbar machen können. Noch wichtiger ist, müssen diese Diebstahlsicherung Sicherheitsmaßnahme kommen stand...

"Obama Kill-Schalter" - Kommunikation im Konfliktfall

Wenn Sie die Nachrichten aus Ägypten in den letzten Tagen verfolgt haben, wissen Sie, dass Internet-Zugang in der Protest-gefüllte Nation stark eingeschränkt wurde.  Wie von heute, laut Computerworld,"Ägypten jetzt aus dem Netz."  Sie schreiben,...

Hölle nein, der Vereinigten Arabischen Emiraten sollte nicht bauen einen Regen machen Berg um die Wasserprobleme zu beheben

Es klingt wie die Handlung von einem Sommer-Blockbuster, aber die Vereinigten Arabischen Emirate ist offenbar ganz ernsthaft über den Aufbau eines Berges um Niederschläge in der Region zu erhöhen. Würde es funktionieren? Wahrscheinlich. Aber statt zu star...

Einen stillen Killer jagen: wie Hepatitis C in den unerkannt zu heilen

Ist Hepatitis C eine Heilung, aber wie finden wir diejenigen, die es brauchen? Patrick Strudwick berichtet über einen Versuch, einige der geschätzten 100.000 nicht diagnostizierten Menschen im Vereinigten Königreich zu identifizieren. Eine junge Frau – Je...

Die sich entwickelnde Welt steht einen stillen Killer. Könnte ein $1 solar Licht helfen?

Ein philippinischer Sozialunternehmen bringt günstige solar-Beleuchtung um mehr als 20 Ländern helfen, Sicherheit zu verbessern, Verringerung der Luftverschmutzung und Energiekosten senken Jeden Tag um ca. 18:00, würde 40 Familien leben in einer abgelegen...

Sind Kill Switches wirklich genug um Smartphone Diebe abzuschrecken?

Als California wurde der erste Zustand, zum neuen Smartphones haben einen integrierte Kill-Schalter benötigen – eine Möglichkeit zum deaktivieren und Ziegel ein Gerät, wenn es verloren geht – es schien, als ob die Zeiten der grassierenden Smartphone-Diebs...

Syrien, das Gesicht des Internets wieder abgesetzt

Letzte Woche verschwand Syrien vollständig aus dem Internet und nicht zum ersten Mal entweder. Seit dieser Zeit stieß er seinen Kopf zurück in Cyberspace, aber nicht für lange; Googles Transparency Report zeigt, dass es wieder gegangen. Was dort vor sich...

Wie Herunterfahren Sie das Internet in ein ganzes Land?

Um Dissidenten zum Schweigen zu bringen, die ägyptische Regierung machte eine Bewegung Jan. 28, hat keinen Präzedenzfall: Es stellte sich aus dem Internet, bundesweit. Wie haben sie es getan – und könnte das gleiche passieren hier? Nach David Clark, ein M...

Wenn Sie jemals In den Wäldern gestrandet sind, kann so man einen Unterstand zu bauen, für sich selbst

Viele Menschen hasse den Wald. Ich meine, wer würde verloren gehen in einen Wald? Ohne ein paar grundlegende Überlebenstechniken wäre es unmöglich zu machen für mehr als ein paar Tage in der Wildnis. Dieses Szenario wird für viele Wanderer eine traurige R...

Militärische Kill Switches: Eine tolle Idee, die bald passieren wird

Die skrupellosen Mörder von ISIS sind wütet in den Nahen Osten, unterstützt in keinem kleinen Teil durch US militärische Waffen, die die Gruppe von der irakischen Armee entführt hat. Aber laut einer Harvard-Rechtsprofessor, gibt es eine einfache Lösung fü...

Wissenschaftler sind jetzt einen Roboter zur Jagd Beute Lehre

Einige Wissenschaftler sind hart bei der Arbeit macht einen "Kill-Schalter" zu eine zu starken Ki zu überwältigen und behüte uns, bei Bedarf. Andere sind speziell Roboter lehrt, wie man jagen Beute, auch um uns zu helfen. Was für eine Welt. Fors...

"Kill Switch" vorgeschlagen, Computer Handel Gone Wild

Ein Computerfehler Programm Kosten Knight Capital Group $ 440 Millionen über eine halbe Stunde von Out-of-Control-Handel an der Börse. Ähnliche Vorfälle der US-Markt haben angespornt australische Regulierungsbehörden vorzuschlagen, einen "Kill-Schalt...

Haben Sie einen 3D-Drucker machen Sie sich eine billige Roboter-Rasenmäher

Ein anständiger Roboter-Rasenmäher wird Sie wieder ein paar tausend Dollar, deutlich mehr als der Roboter-Staubsauger gesetzt, die Ihr Wohnzimmer für Staub patrouillieren ist. Aber hast du Zugang zu einem 3D Drucker und ein bisschen Elektronik-Know-how, k...