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生物也搞DIY,您的创意够不?

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自己动手:26岁的卡瑟尔·加维(Cathal Garvey),在他母亲的备用卧室中建立了一个生物实验室。

卡瑟尔·加维家在爱尔兰柯克郡(County Cork, Ireland)有一栋住宅。在其中的一间备用卧室里,他重复做着的工作给生物技术时代带来了曙光。他培养细菌,加入DNA,观察情况。

“细菌转化曾经是一件大事,一个新方法,”他说。“如今,你可以借助泻盐和非处方泻药来完成。

加维现年26岁,两年前从一个大型癌症实验室的博士项目中退学。然而,他并未放弃科学研究,反而单枪匹马干了起来。他花了4000美元在父母的房子 里搭起了实验室。作为“自己动手”生物学运动的一员,加维从业余电脑早期经历中得到了灵感,当时就是车库里的技工们催生了苹果和其他PC行业公司。现在的 观念是,任何人—不只是拥有大笔预算的学术实验室或大型企业-都应该能够进行生物技术方面的工作。

加维在博士在读期间尝试了他的第一个“家中实验”:从购自黄柏鱼贩的鱿鱼中提取淡蓝色发光细菌。这是一个初级实验,但他说,他立刻意识到他需要做出选择:“我是该完成学业,好在名字后加上几个字母呢,还是该抓住时机,做一些该做的事情?”

他说,他的目标是证明,生物研究也可以以开源的方式进行,而且只需很少的经费。他使用回收罐代替烧杯。消毒器是用高压锅和加热板组装的。他把土豆煮成淀粉糊来做细菌培养。“在大学里,你会被训练到认为这些都太贵太困难,无法自己完成,”他说。

DIY生物学是设计上更宽广的趋势的一部分,这种趋势有时也被称为制造者文化:人们正在使用3-D印刷服务,或便宜的定制电子电路来开发小工具、产品,或车辆的原型。现在,业余爱好者都能把火箭送入太空,还有什么能阻止他们在厨房对生命形态进行基因改造?

几个DIY的生物学家已经开始制作廉价的设备,让更多的人可以参与。辅助因子(CoFactor)是加州的一家公司,现在出售一款名为 OpenPCR的DNA复制机,价格为599美元。而加维也在通过3-D印刷公司Shapeways来出售他设计的一个塑料试管架。当连接到一个家用钻头 上时,这个50美元的架子就变成了一台快速旋转的离心机。在旧金山附近,现在有一个名为“生物求知”(BioCurious)的实验室 ,占地2400平方英尺,社区成员可以在这里测试他们的分子生物学技术水平。

哈佛医学院的遗传学教授乔治·丘奇(George Church),是推动生物学DIY运动的先驱。他认为这种趋势不能被忽视的原因之一是,合成和解码DNA分子的成本下降速度是计算能力成本下降速度的五倍。这使得这一趋势“非常值得关注”。

一些有可能成为车库里的生物学家的人们已经碰到了障碍。西雅图的一个DIY生物团队于9月在酒吧聚会后,决定关闭,因为它缺乏明确的目标。其他没有资金和活动场地的本地团队也遭遇了类似的命运。

 

拼装仪器: 卡瑟尔·加维用咖啡罐和加热枪自己拼装了一个热循环仪,耗资不到80美元。它被用来复制DNA分子。许多商用热循环仪价格超过1000美元。
来源:迪尔德丽·布伦南/卡瑟尔·加维

 

不是所有人都像丘奇团队一样被生物DIY运动所鼓舞。“我有点怀疑这一切最终要如何收场,”戴克兰·索登(Declan Soden)说。他是柯克癌症研究中心(Cork Cancer Research Centre)的生物学家,加维曾在他的实验室学习。索登的实验室每年的预算是300万美元,他说:“如果你正试图利用分子生物学手段开发癌症疗法,所需 的时间、精力和资源的数量是相当可观的,监管约束也紧得多。我觉得这不是DIY爱好者们能负担的起的”。

另一个担心之处是,这些爱好者们会将细菌冲入家中的下水道,甚至造出危险的细菌。索登认为加维是一个“非常非常聪明”的学生,但是过于急躁,难以在一个大型的学术实验室工作。“我的担心是,你的所作所为正在改变细菌,并可能对公众造成风险,”他说。

即便如此,一些未来学家认为,平民生物学有朝一日会对工业生物技术构成威胁,就像开源软件对商业产品形成挑战一样。2007年,弗里曼·戴森 (Freeman Dyson)预测,生物技术界的领导权终将从孟山都(Monsanto)这样的大公司转移到厨房实验室中,变得“小而家庭化,而不是大而集中”。

Autodesk公司,是把这种DIY的趋势视作商业机会的公司之一。这家软件制造商主要向工程师和建筑师销售高效的设计软件。它最近已开始赞助高 校基因工程比赛,并且正在开发软件,用于帮助生物学家重新组合细菌的基因,以生产燃料或药物。Autodesk公司的首席技术官杰夫​​·科瓦尔斯基 (Jeff Kowalski)说,“我们这代人期望改造世界,并期望物质世界有所回应”。“生物学将成为其中的一部分。虽然我也认为人类还没有完全掌握其中的科学道 理,但它正在迅速商业化。”

在支付了325美元的牌照费后,加维于去年七月获得了爱尔兰环境保护局(Ireland’s Environmental Protection Agency)的批准,可以在他母亲家里培养转基因微生物。他的实验室评价为“1级”,因此他只能使用对公众或环境仅构成“微不足道”风险的细菌。

加维目前的目标是开发一套适合业余生物学家对细菌进行基因修改的系统。大学实验室里常用的大肠杆菌用起来不是那么容易。它气味难闻、需要昂贵的培养 基,并且名声很差,因为这种细菌会造成毒性的胃部感染。因此,加维正试图使用一种常见的土壤细菌,枯草芽孢杆菌(B. subtilis),作为一个开源生物学的标准。“枯草芽孢杆菌的名声还是白纸一张,”他说。

加维用电脑设计了一个含3200个DNA字符的环状DNA分子,花了1300美元让一家得克萨斯州的合同实验室合成并邮寄给他。这是一个叫做“质 粒”的微型染色体,枯草芽孢杆菌能够吸收这种分子。当要使细菌获得新特性时(例如荧光,或人行道上的雨水气味),只需将所需DNA拼接到质粒上即可。

加维给他构建的分子起名为“独立生物技术骨架1.0”,他计划将其出售给其他的生物黑客们。他也承认,“现在我们有了一些工具,最难的问题是,用它 做什么”。对他自己来说,他想把草进行重设计来制造柴油燃料—就是那种可以种在外面,任其生长的东西。他说:“我的梦想,是设计生命,进行各种尝试, 并且失败没有任何代价。”

原文链接:http://www.mittrchinese.com/single.php?p=176070

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—— 找生物

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