通过重组DNA技术构建的具有特定功能（如：降解农药）的基因工程微生物，即遗传工程微生物 （genetically engineered microorganism, GEM）具有广阔的应用前景，然而，GEM的应用本身又有可能引发新的生态问题，这种潜在的危险性反过来限制了它的应用。为了研究如何最小化GEM应用的潜在风险，有必要建立用于环境中GEM的安全监测体系和在需要时能减少或消除其存在的主动生物防御（active biologic containment，ABC）体系。

 

中科院动物研究所伍一军研究组利用双质粒表达系统成功构建了具有荧光特性和农药降解活性及可诱导性自杀能力的GEM。在该双质粒表达系统中有两个功能质粒：一个是用于ABC体系的自杀基因双拷贝质粒；另一个是与自杀质粒相容的带有荧光蛋白基因与农药降解酶基因的功能质粒。前者含有来源于Serratia marcescens 的去除前导肽的核酸酶自杀基因，该基因被构建到T7启动子下游，其表达受阿拉伯糖诱导；后者则是带有有机磷水解酶（organophosphorus hydrolase，OPH）基因与绿色荧光蛋白（enhanced green fluorescent protein，EGFP）基因的质粒pL-EGFP-OPH，将其与自杀质粒共转于E. coli BL21AITM 中得到GEB。通过荧光检测和酶活性检测以及可诱导性自杀能力的检测，证明该GEB不仅具有可供方便检测的荧光特性，而且还具有可诱导自杀能力，同时还具有较强的农药降解活性。具有自杀控制功能的安全型GEB的研究成功极大地提高了GEM在环境中实际应用的安全性。

 

以上研究结果发表在《应用微生物学与生物技术》（Applied Microbiology and Biotechnology） 杂志上：“Qin Li, Yi-Jun Wu. A fluorescent genetically engineered micro-organism that degrades organophosphates and commits suicide when required.” Applied Microbiology and Biotechnology. 2009, 82(4):749-756.

 

该文第一作者为分子毒理学研究组李琴博士研究生，伍一军研究员为文章的通讯作者。该研究工作得到了国家高技术研究发展计划（863计划）（No. 2002AA601160；No. 2006AA06Z423）及中国科学院动物研究所知识创新工程（KSCX3-IOZ-0701）课题的资助。 （来源：中国科学院动物研究所）