211service.com
Dīvaini baktēriju radījumi
Ikviens, kurš kādreiz ir smaržojis E. coli baktērijas zina, ka tās slikti smaržo. Satriecoši slikti. Tātad MIT studentu bioinženieru grupa nolēma saldināt šīs plaši izmantotās laboratorijas baktērijas smaržu. Komanda izveidoja to no bioloģisko daļu kolekcijas - DNS bitiem, kas, ievietojot dzīvos organismos, var likt organismiem mirdzēt, noteikt gaismu un veikt vairākas citas neparastas funkcijas. Komanda demonstrēs savu saldi smaržojošo kļūdu šajā nedēļas nogalē plkst Starptautiskā gēnu inženierijas mašīna konkursu (iGEM) MIT kopā ar 37 citām studentu grupām no visas pasaules.
E. coli baktērijas, kas izstrādātas, lai smaržotu pēc gataviem banāniem, ir tikai viena no izstrādātajām bioloģiskajām ierīcēm, kas tiks prezentētas šīs nedēļas nogales sintētisko bioloģijas konkursā. (Kredīts: Istockphoto/Douglas Freer)
Lai gan projektus galvenokārt īsteno bakalaura studenti (ar mācībspēku un maģistrantu konsultantu norādījumiem), dizainparaugi ir dažas no līdz šim vissarežģītākajām bioloģiski izstrādātajām mašīnām, un tie sola veicināt sintētiskās bioloģijas jomu, kas ir jaunizveidota disciplīna. kas aplūko dzīvās sistēmas no inženiertehniskā viedokļa.
Piemēram, MIT komanda izmet dīvainus pielietojumus savai tehnoloģijai: piparmētrai svaigu pēdu sēnīti vai maizes raugu, kas smaržo pēc banāniem. Bet tā patiesais mērķis ir funkcionālu bioloģisko daļu uzbūve. Galvenā ideja šeit ir izveidot saliekamo daļu bibliotēku, ko mēs domājam tāpat kā Lego klučus, saka Toms Naits, inženieris MIT, kurš kopā ar MIT bioinženieri izveidoja konkursu Drū Endija . (Abas konsultē MIT komandu.) Šīs daļas var salikt sarežģītākos gabalos, kas daudzos gadījumos ir funkcionāli, ievietojot dzīvās šūnās.
Lai radītu smaržīgās baktērijas, skolēni meklēja dažādus gēnus, kas baktēriju dabīgi ražotās ķimikālijas pārvērš aromātisko savienojumu ķīmiskajos prekursoros, kā arī gēnus, kas prekursorus pārvērš par pašiem aromātiskajiem prekursoriem – metilsalicilātu, kas pazīstams kā ziemzieņu eļļa, un izoamilacetāts, gatavu banānu smaržas sastāvdaļa. Pēc tam gēni tika savienoti ar ģenētiskajiem kontrolieriem, kas pazīstami kā promotori, kas nosaka, kad un kur šis gēns ir ieslēgts. Piemēram, augu gēnu var kontrolēt baktēriju promotors.
Dažādie DNS komponenti, kas savākti no kolēģiem zinātniekiem un no MIT izvietotā ģenētiskā krātuves, tika iestrādāti apļveida DNS virknē un ievietoti baktērijās. Gala rezultāts ir jauns celms E. coli kas smaržo pēc piparmētrām un banāniem. Komanda arī likvidēja gēnu, kas ir atbildīgs par E. coli 's dabisks smakas.
Viens no svarīgākajiem konkursa mērķiem ir nodrošināt plauktu krājumus Standarta bioloģisko daļu reģistrs , sava veida ģenētisko daļu datortehnikas veikals, kas atrodas MIT. Ideja ir standartizēt detaļas un to salikšanas veidu, tāpat kā tiek standartizētas elektriskās un mehāniskās daļas, saka Naits. Un, lai sniegtu cilvēkiem pamatotu pārliecību, ka detaļas, saliktas kopā, darbosies tā, kā tās ir paredzētas. Sava projekta laikā MIT komanda ir deponējusi apmēram duci jaunizveidotu detaļu reģistrā, lai to izmantotu citi sintētiskās bioloģijas kopienas locekļi.
Pieaugot detaļu skaitam un sarežģītībai, gan studenti, gan nozare un akadēmiskie zinātnieki var izveidot arvien sarežģītākus dizainus. 2006. gada iGEM konkursā pieteikto iekārtu izmērs pēdējo divu gadu laikā ir dubultojies, no aptuveni 6000 līdz 12 000 DNS burtiem. Šie [projekti] ir lielākās izstrādātās ģenētiskās sistēmas, kas jebkad ir izstrādātas, saka Kriss Voigts , Kalifornijas Universitātes Sanfrancisko bioinženieris, kurš konsultē vienu no studentu komandām. Izpratne par to, kā palielināt šo sistēmu lielumu un sarežģītību, ietekmēs.
Šī gada konkursa darbi nāk no tik tālām valstīm kā Āfrika un Japāna, un tie ietvers virkni dīvainu darbu. Daži no tiem ir praktiski, piemēram, biosensors, kas var noteikt arsēna koncentrāciju izmantošanai bojātās akās. Citi ir dīvaināki, piemēram, baktēriju nakts gaisma, kas spīd, kad kļūst tumšs. Visdīvainākais radījums, iespējams, ir ieraksts no Freibergas universitāte , Vācijā: mikroskopiska, uz DNS balstīta apģērbu līnija, ko komanda kristīja par Barbie Nanoatelier.