Science：生物工程out？化学物理手段也能改造生物
2017-09-19 欧阳沐 生物通
最新《Science》期刊的一篇有争议的文章宣称，不用基因工程手段，也能把“智能化”功能直接种植到棉花纤维中。
您可能听说过智能手机和智能家电，科学家们也正在设计自动收集能量、会发光和检测污染物、甚至通过互联网进行交流的智能服装和纺织品。
但问题是，在使用过程中这些经化学处理的织物非常容易磨损。如今，《Science》报道了一篇文章称科学家已经能把类似的“智能化”功能直接种植到棉花纤维中了。
来自MIT的化学工程师Michael Strano评价：这项工作无需通过基因工程手段改变植物基因就能让向植物中添加新功能，我非常喜欢这篇文章。假设该方法最终被证明是正确的，那么相比面临着严格监管障碍的基因工程手段，这将成为一种极具优势的方法。
《Science》方面表示，文章发表以后编辑们发现补充材料中的一张图片有错误，于是立即发表了“编辑评论（Editorial Expression of Concern）”。
文章通讯作者、Weizmann科学研究院的Filipe Natalio表示，这些错误来自对照组实验的天然色素命名，他正在安排校稿编辑重修。
人工改造生物的新策略
改性棉花的研发策略直截了当。Natalio和他在以色列和德国的同事们只是简单地把具有功能的分子（如荧光染料或磁性化合物）与棉花所需的糖分子连接，通过植物的运输器吸收，这些功能性分子被携带至植物细胞。
研究人员采用的是实验室水培法。他们绕过植物利用光合作用合成自身所需糖分的正常方法，而是单独对胚珠（一旦受精，就能生出果实，即棉花纤维）进行人工培育，然后注入与功能分子相连的葡萄糖分子，让胚珠的营养运输管吸收它们，再传递给纤维形成细胞，于是细胞就会利用这些分子制造棉花纤维。
作为例子，研究人员将荧光染料分子与糖相连，经过20天的生长，约5%的荧光材料进入了棉花纤维。这样处理的棉花在正常光线下显黄色，紫外光线下发亮绿色荧光。
（图片来自Science）
研究没有报道这些荧光纤维能持续多久，但Natalio指出，由于这些荧光染料跟纤维的组成物糖串联在一起，因此它们无法被简单的洗涤步骤所去除。
另一个例子是磁性棉花培育试验。未来，服装制造业或许也将拓展数据储存业务。
Natalio补充，由于许多有机体都能被人工培养，这项技术也可以推广至细菌或其他植物的改造工程。目前，研究人员仍需在提高植物吸收功能性分子方面做出改善。
原文出处：
Filipe Natalio, Regina Fuchs, Sidney R，et al.Biological fabrication of cellulose fibers with tailored properties.Science 15 Sep 2017:Vol. 357, Issue 6356, pp. 1118-1122
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