Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

建筑生活机器

 

 

我一直对制造业感到惊讶。堪萨斯州的一家福特汽车工厂是世界上最大的汽车工厂之一,每分钟生产一辆汽车。那是每天1,440辆汽车。但工厂有各种形状和大小;它们甚至可以是微观的。

一种细菌可以变成一个制造蛋白质的工厂,蛋白质是使所有生物都起作用的基石。

一个单一的细菌工厂每秒可以生产500到600个蛋白质(每天4300万个),大约每半小时一次,在24小时内产生超过200万亿个相同的工厂,每个工厂准备明天再生产200万亿个。如果有足够的空间和食物,一种工程菌将产生无限数量的蛋白质。

谁不会对生物技术的可能性感到兴奋?

去年七月,Genotyp(speakscience.org)于2011年在密歇根州迪尔伯恩的亨利福特博物馆举办的Maker Faire Detroit。我们带来了一些基因工程细菌工厂,他们快乐地从水母中生成一种蛋白质,无论何时发出绿色光芒。用紫外线照射。我们的同行们不断提出一个问题:“我什么时候能这样做?”

你现在可以开始做基因工程!几百美元将为您提供所需的所有试剂:通过一些热水浴,您可以进行聚合酶链式反应(PCR),一些简单的化学品将允许您进行细菌转化,所有克隆技术都需要。业余生物学的困难不在于工具的可用性;困难的部分是学习如何设计和执行生物技术实验。

学习生物技术

想象一下,你自己进入了一个最先进的大学实验室。您可以随意使用一百万美元的机器和生物技术工具。你想出的任何东西都可以在这种环境中出现,但你从哪里开始呢?要开始您的项目,您需要很好地掌握生物技术工作流程。

能够为完成项目制定分步计划对任何学科都至关重要。在发现MAKE社区之前,我不知道如何制作工作电路或编写基本的计算机指令。为了学习这些技能,我从非常简单的教程开始:连接电路以使LED闪烁并编写一个程序,在我的计算机屏幕上愉快地唧唧喳喳地说“Hello,World!”。

这些婴儿步骤使我熟悉了将电路和电路组合在一起的工作流程

编写代码。有很好的在线说明,因为成千上万的人在我之前完成了同样的事情。完成教程后,我知道我将使用哪些工具以及如何访问它们。然后我可以开始在技术工作流程范围内考虑我自己的项目。

现在,为了学习生物技术,你必须成为一名学徒。这意味着在实验室工作,最有可能在研究型大学工作。学徒模型非常适合在学科中实现掌握,但缺乏可扩展性。因为任何想要学习的人都必须找一位大学教授来教他们,所以很少有人学习生物技术。将其与一美元LED套件或可免费下载的编程教程进行比较。难怪我们拥有比生物技术专家更多的程序员和工程师。

Genotyp成立是为了解决这个问题。我们希望让生物技术开始变得轻松有趣,因此我们创建了“克隆荧光基因”。我们将生物技术工作流程提炼到最小的组件,同时仍然从头到尾提供基因工程的清晰图像。这是向高中生传授生物技术的好工具。其他努力,如BioBrick基金会和iGEM竞赛,鼓励学生使用生物技术从活细胞中创造机器。使初学者和业余爱好者能够获得生物技术的资源和技术正在慢慢形成,使得更容易说出科学语言。

用生物技术制作

了解生命如何使用DNA和蛋白质来创造复杂的机器是一个难以置信的挑战。我们的基因组包含超过40亿个DNA字母,这是一种我们完全不会说或完全理解的语言。想一想

在生活的语言中,我们必须分成几个部分来研究DNA,一次取出一点点并弄清楚每个部分在整个系统中的作用。这项任务就像被交给一个装满数十亿1和0的硬盘驱动器,并且必须弄清楚二进制代码如何构成操作系统的所有部分。

进展可能缓慢,但在过去的20年中,生物技术开始显示出一些令人难以置信的结果。科学家已经创造了研究和修改DNA的新工具,即使是中学生也可以克隆基因。我们知道人类基因组中的几乎所有基因,甚至对很多人所做的事情都有很好的想法。我们更了解酵母和细菌等简单生物的基因组。

也许在几年内,在福特工厂旁边,将会有另一家工厂,一家雇用了数万亿微观工人,给出了非常详细的DNA指令。只使用堆肥作为食物,他们将日夜工作,以产生运行新福特隔壁所需的可持续汽油来源。

分享

发表评论