Sehingga tahun 1982, sesiapa yang menggunakan insulin untuk menguruskan diabetes mereka mendapatnya dari apa yang kita fikirkan sekarang sebagai sumber luar biasa: pancreas lembu dan babi, dituai dari rumah penyembelihan dan dihantar secara beramai-ramai ke loji pemprosesan farmaseutikal. Tetapi ada masalah dengan mendapatkan semua insulin kita cara ini-turun naik di pasaran daging terjejas harga ubat itu, dan memproyeksikan kenaikan bilangan orang kencing manis yang membuat para saintis bimbang bahawa kekurangan bekalan insulin dapat menyerang dalam beberapa dekad akan datang.
Itu semua berubah dengan pengenalan Humulin, insulin manusia sintetik yang pertama. Tetapi dadah itu menjadi tonggak untuk sebab lain juga: Ia adalah produk komersil pertama yang keluar dari kejuruteraan genetik, yang disintesis oleh bakteria yang telah diubah untuk memasukkan gen untuk menghasilkan insulin manusia.
Tahun lalu, Muzium Sejarah Amerika memperoleh segelintir perkara utama yang digunakan untuk membuat Humulin dari Genentech, syarikat San Francisco yang bertanggungjawab untuk pembangunannya, dan meletakkannya pada pandangan minggu lalu dalam paparan bertajuk "The Birth of Biotech, " yang memberi pengunjung melihat ke subuh era kejuruteraan genetik.
Peralatan elektroforesis yang digunakan dalam penyelidikan genetik awal di Genentech (Muzium Sejarah Amerika Kebangsaan) Kerja-kerja Genentech bermula dengan penemuan yang dibuat pada tahun 1970-an oleh sepasang saintis Kawasan Bay, Herbert Boyer dari UC San Francisco dan Stanley Cohen dari Stanford: Gen-gen dari organisma berbilang selular, termasuk manusia, boleh ditanam ke bakteria dan masih berfungsi dengan normal. Tidak lama selepas itu, mereka bekerjasama dengan kapitalis teroka Robert Swanson untuk membentuk syarikat itu, dengan harapan menggunakan kejuruteraan genetik untuk mencipta produk yang berdaya maju secara komersil.
Awalnya, mereka memutuskan insulin adalah pilihan logik. "Ia mudah. Ia adalah protein mudah untuk ditangani, dan ia jelas sesuatu yang banyak orang diperlukan, "kata Diane Wendt, kurator Smithsonian yang bekerja di paparan.
Salah satu pencapaian pertama mereka adalah sintetik membina gen insulin manusia di makmal, satu pasangan asas genetik pada satu masa. Untuk memeriksa ketepatan jujukan mereka, mereka menggunakan teknik yang dipanggil elektroforesis gel, di mana kuasa memaksa DNA melalui gel. Oleh kerana kepingan-kepingan DNA yang lebih besar berhijrah lebih perlahan daripada kepingan-kepingan yang lebih kecil, proses itu secara berkesan menapis bahan genetik mengikut saiz, yang membolehkan para penyelidik memilih kepingan yang mereka inginkan, salah satu langkah utama dalam kaedah penjujukan genetik awal.
Elektroforesis masih digunakan secara meluas, tetapi peralatan yang disumbangkan oleh Genentech adalah lebih baik daripada persediaan standard yang dilihat di makmal hari ini. "Anda dapat melihat jenisnya dibuat dengan tangan, " kata Mallory Warner, yang juga bekerja di layar. "Mereka menggunakan plat kaca dan klip pengikat, kerana mereka bekerja dengan sangat cepat sepanjang masa dan mereka menginginkan sesuatu yang boleh dibuang dan dibersihkan dengan mudah."
Mikroforge digunakan untuk mencipta instrumen kaca kecil yang dibuat khas sekitar 1970 (Muzium Negara Amerika Sejarah) Untuk memanipulasi molekul DNA dan mikroskopik lain, para penyelidik menggunakan pelbagai instrumen kaca kecil. Mereka membuat alat-alat ini sendiri dengan alat yang disebut microforge-pada dasarnya, alat alat di miniatur yang melampau, dilengkapi dengan mikroskop sendiri sehingga pembuat dapat melihat apa yang mereka lakukan.
Satu bekas untuk Eco R1, satu enzim yang digunakan dalam penyelidikan genetik di Genentech tidak lama selepas pembangunan Humulin (Muzium Negara Sejarah Amerika) Setelah mensintesis gen untuk insulin, saintis perlu mengasimilasikannya ke dalam DNA bakterium supaya organisme akan menghasilkan insulin sendiri. Mereka menggunakan pelbagai enzim untuk berbuat demikian, termasuk Eco R1, sebuah kimia yang memotong DNA di lokasi yang tepat, berdasarkan pasangan asas di sekitarnya. Penyelidik mengeluarkan molekul DNA kecil yang dipanggil plasmid dari bakterium, memecahkannya dengan enzim ini, kemudian menggunakan enzim lain untuk mengetuk gen insulin sintetik di tempatnya. Plasmid hibrid baru kemudiannya dimasukkan ke dalam bakteria hidup.
Sebuah tangki penapaian yang digunakan untuk membiasakan bakteria yang diubahsuai secara genetik (Muzium Negara Sejarah Amerika) Selepas saintis Genentech berjaya mencipta bakteria dengan salinan gen insulin, mereka mengesahkan bahawa mikrob boleh menghasilkan insulin manusia dalam jumlah yang mencukupi dalam tangki penapaian seperti ini. Kemudian bakteria yang diubahsuai secara genetik telah dibuang ke penyelidik di Eli Lilly, yang mula menghasilkannya dalam kuantiti komersial untuk dijual. Voila: insulin manusia sintetik.
Satu pistol gen prototaip, yang dikembangkan oleh John Sanford, Ed Wolf dan Nelson Allen di Cornell University (Cornell University) Sudah tentu, keadaan bioteknologi terus berkembang pada tahun-tahun selepas memulakan kerumunan Humulin, dan muzium telah mengumpulkan barang-barang penting dari masa itu juga. Satu adalah prototaip senapang gen, yang dibangunkan oleh saintis di Cornell University pada pertengahan tahun 1980-an.
Peranti ini memudahkan para saintis untuk memperkenalkan gen asing ke sel tumbuhan, dengan menyalurkan zarah logam kecil dalam DNA dan menembak mereka di sel tumbuhan, memaksa peratusan kecil bahan genetik untuk menembusi nukleus sel dan memasuki genom mereka. Prototaip gun gen asal menggunakan pistol udara diubahsuai sebagai mekanisme tembakan, dan teknik terbukti berjaya apabila ia diubahsuai sel-sel bawang, dipilih untuk saiz yang agak besar.
Mesin siklus termal pertama, dibina oleh saintis di Cetus Corporation (Cetus Corporation) Satu lagi inovasi berikutnya diikuti dengan bioteknologi dalam reaksi polimerase: atau PCR, tindak balas kimia yang dibangunkan pada tahun 1983 oleh ahli biokimia Kary Mullis yang membolehkan para saintis secara automatik membiak sampel DNA ke dalam kuantiti yang lebih besar dengan kerja kurang ketara. Mesin prototipe pertama PCR, atau pemercik termal, berdasarkan pengetahuan penyelidik tentang bagaimana enzim seperti polimerase DNA (yang mensintesis DNA dari blok bangunan yang lebih kecil) berfungsi pada pelbagai suhu. Ia bergantung pada kitaran pemanasan dan penyejukan untuk menghasilkan jumlah DNA yang besar dari sampel kecil.
"Kelahiran Biotech" dipamerkan di tingkat bawah Muzium Sejarah Amerika menjelang April 2014.
