211service.com
Dziwaczne twory bakteryjne
Każdy, kto kiedykolwiek pachniał E coli bakterie wiedzą, że brzydko pachną. Obrzydliwie źle. Tak więc grupa studentów bioinżynierów z MIT postanowiła osłodzić zapach tej powszechnie używanej bakterii laboratoryjnej. Zespół skonstruował swoje dzieło z kolekcji części biologicznych – kawałków DNA, które po wprowadzeniu do żywych organizmów mogą sprawić, że organizmy będą świecić, wykrywać światło i pełnić szereg innych niezwykłych funkcji. Zespół zaprezentuje swój słodko pachnący błąd w ten weekend o Międzynarodowa maszyna inżynierii genetycznej konkurs (iGEM) na MIT, wraz z 37 innymi grupami studenckimi z całego świata.
Bakterie E. coli zaprojektowane tak, aby pachniały jak dojrzałe banany, to tylko jedno z zaprojektowanych urządzeń biologicznych, które zostaną zaprezentowane na konkursie biologii syntetycznej, który odbędzie się w ten weekend. (Źródło: Istockphoto/Douglas Freer)
Chociaż projekty są realizowane głównie przez studentów studiów licencjackich (pod kierunkiem doradców wydziałów i absolwentów), projekty reprezentują jedne z najbardziej złożonych maszyn poddanych inżynierii biologicznej do tej pory – i obiecują rozwijać dziedzinę biologii syntetycznej, nowo powstającej dyscypliny. który postrzega żywe systemy z inżynierskiego punktu widzenia.
Na przykład zespół MIT wyrzuca zwariowane zastosowania tej technologii: świeży miętowy grzyb stóp lub drożdże piekarnicze pachnące bananami. Ale jego prawdziwym celem jest budowa funkcjonalnych części biologicznych. Kluczową ideą jest tutaj opracowanie biblioteki części składanych, o których myślimy w taki sam sposób jak klocki Lego, mówi Tom Rycerz, inżynier z MIT, który współtworzył konkurs z bioinżynierem MIT Drew Endy . (Oboje doradzają zespołowi MIT.) Te części można złożyć w bardziej złożone części, które w wielu przypadkach działają po włożeniu do żywych komórek.
Aby stworzyć bakterie zapachowe, uczniowie szukali różnych genów, które przekształcają substancje chemiczne naturalnie wytwarzane przez bakterie w chemiczne prekursory związków aromatycznych, a także genów, które przekształcają prekursory w same aromaty – salicylan metylu, powszechnie znany jako olejek wintergrinowy oraz octan izoamylu, składnik zapachu dojrzałego banana. Geny zostały następnie podłączone do kontrolerów genetycznych, znanych jako promotory, które określają, kiedy i gdzie ten gen jest włączony. Na przykład gen z rośliny może być kontrolowany przez promotor z bakterii.
Różne komponenty DNA, zebrane od kolegów naukowców oraz z repozytorium genetycznego znajdującego się w MIT, zostały następnie osadzone w okrągłym łańcuchu DNA i wstawione do bakterii. Efektem końcowym jest nowa odmiana E coli pachnący miętą i bananami. Zespół wyeliminował również gen odpowiedzialny za E coli naturalny smród.
Jednym z najważniejszych celów konkursu jest zaopatrzenie półek w Rejestr standardowych części biologicznych , rodzaj magazynu sprzętu z częściami genetycznymi w MIT. Chodzi o to, aby znormalizować części i sposób ich łączenia, w taki sam sposób, w jaki standaryzowane są części elektryczne i mechaniczne, mówi Knight. I móc dać ludziom rozsądną pewność, że po złożeniu części będą działać tak, jak zostały zaprojektowane. W trakcie realizacji projektu zespół MIT umieścił w rejestrze kilkanaście nowo wykonanych części do użytku przez innych członków społeczności biologii syntetycznej.
Wraz ze wzrostem liczby i złożoności części, zarówno studenci, jak i przedstawiciele przemysłu oraz naukowcy akademiccy mogą tworzyć coraz bardziej skomplikowane projekty. Maszyny zgłoszone do konkursu iGEM 2006 podwoiły swoją wielkość w ciągu ostatnich dwóch lat, z około 6000 do 12 000 liter DNA. Te [projekty] reprezentują największe zaprojektowane systemy genetyczne, jakie kiedykolwiek opracowano, mówi Chris Voigt , bioinżynier z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco, który doradza jednemu z zespołów studenckich. Zrozumienie, jak zwiększyć rozmiar i złożoność tych systemów, będzie miało wpływ.
Zgłoszenia w tegorocznym konkursie pochodzą z tak odległych miejsc, jak Afryka i Japonia i będą zawierać szereg dziwnych kreacji. Niektóre są praktyczne, takie jak bioczujnik, który może wykrywać stężenia arsenu do użytku w skażonych studniach. Inne są bardziej kapryśne, na przykład bakteryjne światło nocne, które świeci, gdy robi się ciemno. Być może najdziwniejszym tworem jest wpis z Uniwersytet we Freibergu , w Niemczech: mikroskopijna linia odzieży oparta na DNA, ochrzczona przez zespół Barbie Nanoatelier.