作者詹姆斯·巴丹姆，加州大学圣巴巴拉分校 艺术家的概念图描绘了用抗生素处理过的细胞(红色)在河流环境中繁殖，而那些经过基因改造以去除产生氟化物输出者(绿色)的基因的细胞在氟化物存在下死亡
信用:莉莲·麦金尼 科学家们早就意识到抗生素的危险过度使用以及由此导致的越来越多的抗生素抗性微生物
尽管过度开药抗生素对人类健康有着令人不安的影响，但自然环境中抗生素的日益增多也是如此
后者可能源于药物处置不当，但也源于生物技术领域，该领域依赖抗生素作为实验室中的选择设备
加州大学圣巴巴拉分校化学工程师米歇尔·欧玛利说:“在生物技术领域，我们长期依赖抗生素和化学物质来杀死我们不想生长的细胞。”
“如果我们有一个基因工程细胞，并且只希望该细胞在细胞群中生长，我们就给它一个抗生素抗性基因
抗生素的引入将杀死所有未经基因工程改造的细胞，只允许我们想要的细胞——转基因生物——存活
然而，许多生物体已经进化出避开抗生素的方法，它们在生物技术领域和自然环境中都是一个日益严重的问题
抗生素耐药性问题是我们这个时代面临的一个巨大挑战，它的重要性日益增加
" 此外，转基因生物带来了遏制问题
欧玛利解释说:“如果转基因生物走出实验室，在环境中成功复制，你就无法预测它会给自然生物世界带来什么特征。”
“随着合成生物学的出现，我们在实验室设计的东西越来越有可能逃脱并扩散到它们不属于的生态系统中
" 现在，在欧玛利实验室进行并发表在《自然通讯》杂志上的研究描述了一种简单的方法来解决抗生素的过度使用以及转基因生物的控制
它呼吁用氟化物替代实验室中的抗生素
欧玛利将氟化物描述为“一种非常良性的化学物质，在世界上非常丰富，包括在地下水中
“但是，她指出，它对微生物也是有毒的，微生物已经进化出一种编码氟化物输出者的基因，通过去除自然环境中遇到的氟化物来保护细胞
这篇论文描述了一个由欧玛利实验室前研究生研究员贾斯汀·柳开发的过程
它使用一种叫做同源重组的普通技术，使转基因生物中编码氟化物输出者的基因失去功能，这样细胞就不能再生产它了
这样的细胞在实验室里仍然会茁壮成长，那里通常使用不含氟的蒸馏水，但是如果它逃逸到自然环境中，一旦遇到氟化物就会死亡，从而阻止了繁殖
在这项研究之前，柳与该论文的合著者苏珊娜·塞帕拉(欧玛利实验室的项目科学家)合作，试图用酵母来表征塞帕拉在厌氧真菌中发现的氟化物转运蛋白
这个项目的第一步是柳去除天然酵母氟化物转运蛋白
在产生敲除酵母菌株后不久，柳参加了一个合成生物学会议，在会上他听到了一个关于旨在防止转基因大肠杆菌的新型生物抑制机制的演讲
逃离实验室环境的大肠杆菌
在那次演讲中，他回忆道，“我意识到我产生的敲除酵母菌株有可能成为一个有效的酵母生物抑制平台
" “本质上，贾斯汀所做的是创造一系列你可以给细胞的脱氧核糖核酸指令，使它们能够在氟化物存在的情况下存活，”欧玛利说
“通常，如果我想在实验室里选择一个基因工程细胞，我会制作一个带有抗生素抗性标记的质粒(细胞中的一种基因结构，通常是一个小的环状DNA链，可以独立于染色体复制)，这样它就可以在抗生素存在的情况下存活
贾斯汀正在用这些氟化物出口者的基因来代替它
" 这种方法被欧玛利描述为“悬而未决的果实——贾斯汀在大约一个月内完成了所有这些研究”，也解决了生物技术实验室中抗生素驱动的细胞选择的简单经济限制
除了助长耐药菌株的增长，她继续说道，“从生物技术的角度来看，创造抗生素耐药生物体的过程也相当昂贵
如果你要进行一次一万升的发酵，每次发酵可能要花费你几千美元来添加一些抗生素，这是一笔疯狂的钱
“值得注意的是，使用低浓度的氟化物每升成本仅为4美分
显然，塞帕拉说，“我们更愿意使用像氟化物这样的化学物质，这种化学物质相对来说是良性的、丰富的和廉价的，并且可以用来做与使用常规抗生素相同的事情
" Yoo解释说，氟化物转运蛋白的作用直到2013年这个项目开始时才被阐明
新兴的实现生物保藏的方法集中于使用对感兴趣的生物体来说是外来的生物部分，将焦点转移到柳所描述的“辉煌而复杂的系统”上，同时可能转移了对这种更简单方法的注意力
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