随着基因改造微生物承担越来越多的任务——从制造新药到生产清洁燃料——研究人员一直在寻找一种生物方法来将它们与野生同类隔离开来，这样如果它们意外释放出去，就无法生存。现在，科学家们在《自然》杂志上发表的两篇独立论文中认为他们找到了解决方案。他们揭示了两种不同的方法来改造一种大肠杆菌菌株，使其依赖人工营养物质。在受控环境中，如研究实验室或工厂，科学家将提供这种营养。但如果细菌逃脱，它们将无法自行制造这些化合物，并将死亡。
无法逃脱
科学家们以前也使用过类似的方法，让基因改造细菌依赖合成营养物质。但在过去，基因改造细菌已经进化出了在没有合成营养物质的情况下生存的能力。细菌已经剔除了使其依赖这些营养物质的 DNA 部分，或者它们设法从自然界中拼凑出这些营养物质的等价物。在独立的项目中，由耶鲁大学分子生物学家 Farren Isaacs 和哈佛大学分子遗传学家 George Church 领导的团队对大肠杆菌进行了基因改造，使其完全依赖于合成氨基酸。在这两种情况下，这种需求都被内置到细菌基因组的多个部分——在哈佛的研究中有 49 次——因此，细菌进化出克服这种限制的可能性很小。而且这两种菌株在没有喂食合成氨基酸的情况下能够存活的大肠杆菌数量（逃逸率）的检测率极低。
公开场合
Church 和 Isaacs 表示，他们的工作最有可能用于制药或乳制品行业——生产奶酪、酸奶或药物。这些过程发生在封闭的设施和发酵罐中。与田野不同，蜜蜂或微风不会传播基因改造的物质，但如果微小的细菌沾到员工的衣服上或进入空气中，就有污染的风险。与此同时，科学家们希望他们的研究为基因改造细菌在露天环境中的更广泛应用奠定基础，包括生物修复——利用生物体清理污染场地，如垃圾填埋场和石油泄漏。在这些环境中，依赖合成氨基酸意味着即使基因改造的有机体不再 physically contained，也可以在分子上被“contained”。
未来用途
这些安全功能并不是新论文中出现的基因改造大肠杆菌的唯一吸引人的特性。科学家们还内置了对多种病毒的抵抗力。这意味着这些细菌可以免受病毒的攻击，而病毒在食品或药品制造中可能具有毁灭性——就像 2009 年病毒污染导致 Genzyme 公司工厂暂停生产，暂时切断了部分患者的药物供应一样。Church 指出，病毒抵抗力可以作为一种激励措施来“增加吸引力”，鼓励公司使用“安全的”基因改造生物。该技术还可以为工业、制药或食品公司提供知识产权保护，因为它们可以使自己的基因改造生物依赖于特定的合成氨基酸，而其他公司在没有“密钥”的情况下很难复制这些改造的有机体。Isaacs 说，这种内置的知识产权保护实际上可以促进不同公司之间的合作。“这 realmente是由预测生物技术在未来几十年将产生的影响所驱动的，认识到赋予这些基因改造生物更复杂的功能，以及在未来增加更多安全措施的重要性，”Isaacs 告诉记者。“赋予安全保障措施将有助于该领域取得进展。” 图片来自 Flickr 的 micronerdbox
