Usahawan yang berpangkalan di San Francisco, Antony Evans telah menghasilkan idea radikal untuk membendung penggunaan kuasa: "Bagaimana jika kita menggunakan pokok untuk menyalakan jalan-jalan kita dan bukannya lampu jalan elektrik?"
Evans dan rakan-rakannya, ahli biologi Omri Amirav-Drory dan Kyle Taylor, ingin menghasilkan tumbuh-tumbuhan yang berseri-seri. Evans diilhamkan oleh organisma transgenik, tumbuhan atau haiwan dengan gen spesies lain dalam DNA mereka sendiri, yang telah digunakan untuk memenuhi banyak keperluan manusia. Sebuah gen dari bakteria Bacillus thuringiensis secara rutin diperkenalkan kepada jagung dan kapas, sebagai contoh, untuk membuat tanaman tahan serangga. Dalam satu kaedah yang dipanggil "farming, " para saintis telah memasukkan gen manusia ke dalam tumbuhan dan haiwan supaya tuan rumah ini boleh menghasilkan protein untuk farmaseutikal. Lain-lain telah menambahkan gen dari jeli kristal yang bertanggungjawab untuk mewujudkan protein neon hijau kepada haiwan seperti kucing dan babi; dengan cara ini, mereka dapat menentukan sama ada penyakit telah dihantar dari satu generasi ke generasi lain, hanya dengan melihat jika anak-anak itu bersinar dalam kegelapan.
Musim bunga ini, pasukan Evans menyiarkan video kepada Kickstarter, menjelaskan bagaimana mereka merancang untuk memasukkan gen dari bakteria bioluminescent ke spesies flora sebagai langkah pertama untuk mencipta pokok-pokok bercahaya. Untuk memberi makan kepada imaginasi pemirsa, video tersebut termasuk imej Pandora, suasana bercahaya, pertengahan abad ke-22 dari filem Avatar . Dalam kempen 46 hari yang berjaya, kumpulan itu mengumpulkan hampir $ 500, 000 untuk membiayai usaha itu. Saya bercakap dengan Evans mengenai projeknya.
Para saintis secara genetik merekabentuk kilang yang paling awal pada tahun 1980-an, sebuah tumbuhan tembakau dengan gen berkilat dimasukkan ke dalamnya. Dari segi sejarah, apakah tujuan untuk melakukan ini?
Kali pertama, saya fikir, hanya satu projek demonstrasi. Tetapi saintis telah menggunakannya sejak untuk mempelajari perkara seperti pertumbuhan akar. Mereka benar-benar menggunakannya untuk tujuan penyelidikan asas.
Secara tradisional, apa yang mereka lakukan ialah memasukkan gen untuk luciferase [enzim dari organisma luminescent] bersama dengan promoter [rantau pada permulaan gen yang memberitahu sel untuk memulakan transkripsi, langkah pertama untuk menghasilkan protein] dan kemudian tambah luciferin [kimia yang menghasilkan cahaya apabila teroksida] secara manual. Mereka juga mempunyai tumbuh-tumbuhan bersinar di Stesen Angkasa Antarabangsa, jadi ia adalah teknik yang cukup mantap.
Untuk projek tumbuhan bercahaya anda, anda telah memilih untuk menggunakan spesies berbunga yang dipanggil Arabidopsis thaliana . Kenapa tumbuhan ini?
Kami memilih tanaman ini kerana ia telah dipelajari dengan baik oleh masyarakat akademik. Ia adalah lalat buah tumbuhan biologi. Alasan yang telah dikaji dengan begitu banyak adalah kerana ia mempunyai genom yang paling pendek dari setiap kilang [berbunga].
Apakah gen yang anda tambah untuk mencipta cahaya?
Kami menggunakan gen dari Vibrio fischeri . Ia adalah bakteria laut.
Bagaimana ini dilakukan? Bolehkah anda membawa saya melalui proses mewujudkan kilang bercahaya?
Kami bermula dengan perisian yang dikenali sebagai Genome Compiler. Genome Compiler membolehkan kita mencari urutan gen dan kemudian mengubahsuai urutan gen tersebut dalam antara muka pengguna grafik bagus. Kami menggunakan perisian tersebut untuk mencari gen Vibrio fischeri, dan kemudian kami melakukan sesuatu yang dipanggil kod dan pengoptimuman, yang pada dasarnya menyesuaikan urutan supaya mereka [bekerja] dalam tumbuhan dan bukannya bakteria. Kami kemudian mensintesis DNA. Terdapat butang "cetak", dan kami "mencetak" DNA itu. E-mel itu fail ke syarikat, yang membuat DNA untuk kita. Mereka FedEx kembali kepada kami, dan kemudian kami melakukan dua perkara.
Pertama, kita masukkan DNA ke dalam beberapa bakteria yang dikenali sebagai agrobacterium. Bakteria itu sangat pandai, ia telah mengetahui cara melakukan kejuruteraan genetik sendiri. [Bakteria] memasukkan DNA ke dalam gamet betina tumbuhan. Kita boleh menanam benih yang berasal dari bunga-bunga itu, dan kita akan mempunyai DNA yang kita reka pada komputer di kilang. Perkara kedua yang kita lakukan ialah menggunakan senjata gen, yang merupakan peralatan yang membakar DNA pada halaju tinggi ke dalam sel tumbuhan. Sesetengah sel akan menyerap DNA dan mula menyatakannya.
Anda melakukan tugas anda di BioCurious, sebuah makmal biologi komuniti di Sunnyville, California, di Silicon Valley. Tetapi bagaimana DIY ini? Adakah ini sesuatu yang dapat dikendalikan oleh tukang gunting garaj?
Sebagai sebahagian daripada kempen Kickstarter, kami mempunyai kit, yang boleh anda gunakan untuk membuat salah satu tumbuhan ini. Bahagian yang sukar merancang urutan, tetapi apabila seseorang telah mengesannya, anda boleh mengikuti resipi.
Semua memberitahu, anda mempunyai 8.433 penyokong Kickstarter yang menjanjikan $ 484, 013. Adakah reaksi ini mengejutkan anda?
Kami mensasarkan $ 65, 000, jadi sangat bagus bahawa kami mendapat begitu banyak. Dengan Kickstarter, anda tidak pernah tahu. Kami tahu kami mempunyai sesuatu yang menarik, kerana setiap orang mahu bercakap mengenainya. Tetapi, kita tidak tahu ia akan mendapat yang besar ini.
Betapa realistik adalah untuk berfikir bahawa suatu ketika nanti kita boleh mempunyai pokok-pokok yang berwarna-warni di jalan-jalan bukan jalan lampu?
Kami fikir ia sepatutnya berdaya maju, tetapi ia adalah matlamat jangka panjang. Cabaran besar dengan pepohon ialah pokok-pokok mengambil masa yang panjang untuk berkembang. Melakukan eksperimen pada pokok dan menguji penganjur yang berbeza akan mengambil masa yang lama. Kami benar-benar memerlukan satu daripada beberapa teknologi yang berbeza untuk keluar. Satu adalah teknologi simulasi yang lebih baik, supaya kita boleh mensimulasikan urutan gen pada komputer. Dua akan menjadi pencetak bio atau sesuatu yang serupa, sehingga kita dapat mencetak daun dan menguji secara realis urutan-urutan pada daun [bukan harus menunggu seluruh pokok tumbuh]. Atau, ketiga adalah cara untuk melakukan terapi gen pada pokok dan menyesuaikannya di situ dan menggunakannya untuk menukar DNA mereka. Kami memerlukan beberapa perkembangan di salah satu daripada mereka sebelum kita dapat benar-benar mengambil pokok besar.
Dalam pengiraan awal, anda menganggap bahawa sebuah pokok yang bercahaya yang merangkumi kira-kira 1, 000 kaki persegi akan mencurahkan cahaya sebagai lampu jalan.
Ia akan menjadi jenis pencahayaan yang sangat berbeza. Jika anda berfikir tentang cara siang itu menyala, cahaya datang dari seluruh langit; ia bukan hanya datang dari satu titik, manakala mentol cahaya datang dari satu titik. Pencahayaan kami akan lebih tersebar dan kami berfikir lebih cantik.
Apa pandangan anda sekarang?
Kami menumpukan pada melaksanakan perkara-perkara yang kami berjanji kepada penyokong Kickstarter kami. Jadi, kita sedang melakukan kerja, mendapatkan makmal, menubuhkan DNA dan mula mengubah tumbuhan [ Arabidopsis ].
Anda dan rakan-rakan anda berjanji untuk menghantar setiap penyokong, tahap sumbangan tertentu, loji bersinar. Apa yang boleh dijangkakan oleh orang ramai? Berapa kuat akan cahaya dan berapa lama bertahan?
Cahaya akan berjalan pada waktu malam selagi tumbuhan itu hidup, tetapi ia tidak akan menjadi lebih cerah. Kami mensasarkan sesuatu seperti cat cahaya dalam cahaya. Anda perlu berada di dalam bilik yang gelap, dan kemudian anda dapat melihatnya bercahaya. Dari situ, kami akan berusaha untuk mengoptimumkan dan meningkatkan output cahaya.
Dalam video kempen, anda berkata, "kilang bercahaya adalah lambang masa depan." Apa masa depan ini kelihatan seperti anda?
Masa depan kita merujuk kepada masa depan biologi sintetik. Kami fikir teknologi seperti ini akan menjadi demokrasi; ia akan dapat diakses oleh ramai orang. Saya ingin melihat masa depan di mana remaja dan amatur adalah perkara kejuruteraan genetik di rumah atau di makmal bio DIY. Kami mahu mewakili masa depan, untuk memberitahu orang ramai bahawa ia akan datang dan untuk memulakan perbincangan mengenai teknologi ini-apakah maksudnya dan apa artinya bagi kami.
Teknologi ini pantas diterapkan. Ia akan menjadi sangat transformasi, dan saya fikir ia adalah masa yang orang menyedari dan potensinya, untuk mengambil minat dalamnya. Akan ada beberapa peluang hebat di dalamnya, jadi jika orang melihat projek itu dan berfikir "Saya ingin berbuat demikian, " saya fikir jawapannya adalah "Anda boleh." Hanya pergi ke makmal bio DIY tempatan anda dan mulakan bermain-main, mula belajar.
Adakah terdapat organisma transgenik lain yang dicipta yang anda menjanjikan?
Terdapat banyak orang yang bekerja pada barangan, tan, tan dan tan. Jika anda melihat projek-projek Yayasan Mesin Kejuruteraan Genetik Antarabangsa, anda boleh melihat beberapa keluasan dan pelbagai perkara yang sedang dilakukan. Sutera labah-labah adalah sejuk. Saya rasa orang-orang yang bekerja pada versi daging baru adalah sejuk. Terdapat beberapa perkara menarik yang berlaku dengan alga di makmal bio di South Bay [San Francisco], BioCurious. Ganggang kejuruteraan supaya kita dapat menggunakannya untuk pengeluaran tenaga-Saya fikir terdapat banyak kerja yang perlu dilakukan untuk itu, tetapi ia sangat menjanjikan.
Adakah terdapat sebarang projek yang bimbang anda?
Tidak buat sekarang. Tetapi, saya rasa beberapa perkara menakutkan akan berlaku pada akhirnya.
Sesetengah orang telah menyatakan kebimbangan dengan anda mengedarkan tumbuhan bercahaya dan melepaskan tumbuhan sintetik ke dalam liar. Apa yang anda perlu katakan kepada mereka yang takut kepada perkara ini?
Orang telah tumbuhan kejuruteraan genetik selama beberapa dekad sekarang. Kami hanya mengikuti jejak langkah semua tumbuhan lain yang telah dikeluarkan dalam 20 tahun yang lalu. Kami tidak fikir kami melakukan sesuatu yang sangat berbeza. Apa yang berbeza mengenai projek ini adalah bagaimana ia dibiayai dan kerja-kerja itu sedang dijalankan di makmal bio DIY dan bukannya di institusi penyelidikan profesional.