Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Biologi sintetik DIY: Membuat Tangkai Berlari Sendiri

Bekerja dengan Kyle Taylor (L) di BioCurious. Kyle menyunting dan memberi sumbangan penting kepada jawatan ini.

Salah satu projek yang paling bercita-cita tinggi (dan kontroversial) yang meletup di Kickstarter baru-baru ini adalah projek Glowing Plant. Hampir 6,000 penyokong telah menyertai kempen untuk menggunakan biologi sintetik untuk menghasilkan tanaman yang, dengan harapan, akan menggantikan lampu meja anda. Sejauh ini, tahap kecerahan itu hanya mimpi, tetapi prospek untuk menghasilkan tumbuhan yang benar-benar bersinar (namun agak lemah) sangat nyata. Dan Antony Evans, Kyle Taylor, dan Omri Amirav-Drory ingin membawa anda sepanjang perjalanan.

Tetapi sebenarnya apa yang mereka lakukan adalah mewujudkan sejenis tumbuhan baru dalam ruang hacker.

Projek ini bukan tanpa pengkritik dan skeptis. Sebilangan kecil kumpulan alam sekitar menimbulkan kebimbangan mengenai projek itu, menuntut bahawa kumpulan itu meninggalkan projek itu. The New York Times mempunyai penulisan yang sangat baik yang menimbang semua perspektif yang berbeza.

Saya? Saya ingin tahu. Saya telah mendengar hujah-hujah dan penjelasan dari kedua-dua pihak. Dan setelah melakukan penyelidikan saya, saya cenderung bersetuju dan menyokong misi yang dinyatakan oleh Glowing Plant:

"Matlamat utama kami dengan projek ini adalah untuk memberi inspirasi dan mendidik orang ramai mengenai potensi manfaat teknologi ini. Adalah pendapat kami bahawa teknologi ini tidak sepatutnya menjadi eksklusif syarikat korporat besar tetapi manfaat yang diperolehnya harus tersedia untuk semua orang. "

Tetapi jika saya telah belajar apa-apa sejak beberapa tahun kebelakangan, itu benar-benar memahami sesuatu, anda perlu membuat sendiri. Jadi itulah yang saya lakukan (atau cuba lakukan). Minggu lalu, saya membuat lawatan ke BioCurious (makmal bio komuniti awam yang dibiayai oleh Kickstarter di Sunnyvale), untuk meneruskan banyak langkah dengan pencipta projek, dan memahami bagaimana ia dapat dicapai dari perspektif pemula yang lengkap.

Apa yang kamu perlu

Kit Pembuat Loji Berwarna

Pada paras ganjaran $ 250, penyokong Kickstarter boleh menjanjikan Kit Pembuat DIY, kebanyakan semua yang anda perlukan untuk mencipta semula projek di biolab sekolah atau komuniti anda seperti BioCurious atau Genspace. Termasuk: - Vial daripada DNA tumbuhan yang bercahaya - LB pra-dituangkan piring - Benih Arabodopsis - Agro-bakterium - Silwet - Penyelesaian Nutrien - Petri Dish - Pipet Boleh Diputuskan

Apa yang anda perlukan bahawa kit tidak termasuk: Ais Kering (tersedia dari kedai runcit tempatan anda) Isopropyl Alkohol Domestik Bleach (digunakan untuk membuang sisa biologi)

Nota: Seperti banyak bakteria, agrobacterium BUKAN patogen manusia. Walau bagaimanapun, ia masih penting apabila bekerja dengan bakteria untuk menggunakan sarung tangan pakai buang yang bertindak sebagai lapisan keselamatan tambahan. Selain itu, apa-apa yang telah bersentuhan dengan bakteria harus direndam dalam peluntur selama 30 minit untuk membunuh mana-mana bakteria. Sebagai ahli DIY, penting untuk selamat dan buang sisa dengan betul.

Untuk menjadi jelas, saya tidak tahu apa yang kebanyakan barangan ini. Saya tidak pernah menggunakan pipet sebelum ini. Saya tidak tahu apa yang LB (sup lysogeny - pada dasarnya makanan bakteria). Saya tidak mempunyai latarbelakang dalam bioteknologi, jadi keseluruhan pengalaman itu adalah baru. Sebagai tambahan kepada langkah-langkah yang diperlukan untuk projek ini, saya belajar protokol keselamatan dan makmal asas. Malah, itu adalah takeaway terbesar saya dari pengalaman itu. Semua orang di BioCurious sangat sedar tentang keselamatan dan kebersihan. Jika ini adalah kali pertama anda melakukan projek DIYBio, mencari ruang seperti BioCurious untuk membuat anda mempercepatkan protokol makmal adalah langkah prasyarat.

Fasa 1: Tumbuh Loji! Tempoh masa: 4-8 Minggu Masa Berkembang Arabodopsis adalah lalat buah biologi tumbuhan, atau jadi saya diberitahu. Ia tumbuh dengan cepat, menjadikannya lebih mudah dan lebih kondusif untuk jenis eksperimen yang kami jalankan. Bertuah untuk saya, Antony dan Kyle telah menanam tumbuhan Arabodopsis untuk percubaan hari ini. Terima kebaikan juga, kerana saya tidak diketahui ibu jari saya hijau.

Fasa 2: Mengubah Bakteria Masa Dikehendaki: 3 jam Inilah fasa di mana anda memasukkan DNA Loji Glowing (kami menggunakan GFP - pendarfluor, bukan bioluminescent, kerana DNA Loji Glowing baru belum dibuat) ke dalam Agro-bacterium. Bakteria adalah seperti kenderaan pengangkutan. Jenis manipulasi genetik bukanlah perkara baru. Ahli biologi molekul tumbuhan menemui bakteria ini pada lewat 70-an dan kami menggunakan proses semula jadi yang sama dengan DNA sintetik baru.

Untuk mengubah bakteria, kita menggunakan proses yang dikenali sebagai transformasi snap yang sejuk, yang bermaksud kita memindahkan bakteria dari sangat panas ke sangat sejuk (selama 5 minit), kemudian kembali ke sangat panas. Perubahan suhu menyebabkan liang-liang membuka dalam bakteria dan DNA baru masuk.

Langkah Penyediaan: Tumbuh Bakteria Sebelum anda dapat mengubah bakteria, anda perlu mengembangkan bakteria. Bakteria akan dibekukan kering (lyophilized bagi mereka yang suka jargon). Tambah sedikit air steril untuk menghidrat kemudian menyebarkan bakteria pada plat LB (makanan bakteria pepejal) dan simpannya dalam gelap (meliputi dengan aluminium foil adalah cara yang baik untuk pergi). Biarkan bakteria duduk pada suhu bilik dan berkembang selama 5-7 hari. Kemungkinan besar, anda akan memerlukan beberapa hari untuk pulih selepas dibekukan juga kering.

Langkah 1: Sediakan Mandi Es Kering Tambah blok ais kering ke bikar yang diisi dengan 500ml isopropil alkohol. Matlamatnya adalah untuk mendapatkan mandi ke -78 darjah Celsius - titik sublimasi CO2.

Langkah 2: Sediakan bakteria untuk dibekukan dan dicairkan. Dengan menggunakan pipet tersebut, kirakan kira-kira jumlah saiz kacang bakar pada tiub kecil (dipanggil tiub microcentrifuge) yang dipenuhi dengan 75 mM (millamolar) kalsium klorida.

Langkah 3: Pindahkan sejumlah kecil sel (kira-kira 100 microliters) ke tiub baru. Dan tambahkan DNA (lagi, kita menggunakan GFP bukan DNA tumbuhan yang bercahaya) kepada bakteria.

Kami juga termasuk negatif untuk tujuan eksperimen.

Langkah 4: Letakkan tiub ke dalam inkubator. Anda perlu mandi mandian inkubator sebanyak 37 darjah Celsius. Simpan bakteria bercampur dengan DNA dalam inkubator selama 5 minit untuk memanaskan bakteria.

Langkah 5: Pindah ke mandi ais kering Cepat bergerak tiub ke mandi ais kering. Perubahan suhu yang cepat ialah keretakan yang membuka sel-sel. Inkubasi selama 5 minit, pastikan larutan tidak masuk ke dalam tabung ujian kerana ingat anda menggunakan isopropyl rubbing) alkohol yang digunakan untuk membunuh bakteria.

Langkah 6: Kembali ke dalam inkubator Sekali lagi, pindahkan tabung kembali ke mandian inkubator 37 derajat Celsius. Inkubasi untuk tambahan 5 minit.

Langkah 7: Shake! Anda perlu menggegarkan tiub selama antara 4 dan 5 jam. Sekiranya anda tidak mempunyai mesin penggemar gila yang mereka ada di BioCurious, anda boleh menetapkan tiub dalam bekas di atas mesin basuh atau pengering anda untuk jumlah masa yang sama. (Saya sebenarnya membuatnya, tetapi ia juga mungkin berfungsi.)

Langkah 8: Plate! Selepas goncang, sebarkan bakteria pada plat LB yang telah dibuang sebelum ini. Tutup dan terapkan pada suhu bilik selama 7 hari. Lingkaran bakteria kecil perlu dibesarkan yang harus menjadi bakteria yang mempunyai DNA di dalamnya.

Langkah 9: Sediakan untuk transformasi Ambil beberapa bulatan tunggal bakteria dan hamparkan pada satu lagi LB piring pra-dituangkan. Tutup dan berkembang selama 5-7 hari sehingga rumput bakar yang bagus tumbuh. Rumput ini adalah apa yang akan digunakan untuk transformasi tumbuhan.

Fasa 3: Mengubah Loji Masa Diperlukan: 60 minit

Langkah 1: Potong Kilang Dengan berhati-hati memotong semua biji bunga atau bunga yang anda temukan di kilang Arabodopsis anda. Kyle memberitahu saya untuk memotong apa-apa yang kelihatan putih-ish. Pastikan untuk meninggalkan tunas yang tidak berbunga.

Langkah 2: Sediakan Bakteria Tumbuh Berwarna Tambah bakteria anda yang baru dibuat ke dalam bekas yang diisi dengan 200ml air dan 10 g gula (untuk bakteria untuk dimakan).

Langkah 3: Dip Dip pada akhir tanaman selama lima minit.

Langkah 4: Bungkuskan! Perlahan (!) Bungkus kilang di balut Saran untuk meningkatkan kelembapan.

Fasa 4: Tumbuh benih! Masa yang diperlukan: 1 bulan Apabila biji-bijian baru berbunga, periksa mereka untuk cahaya yang samar-samar. Menuai benih-benih itu, menanam tumbuhan, dan meneruskan prosesnya lagi!

Nota: Pelepasan tumbuhan yang diubah dengan agrobacterium dikawal ketat. Ini penting kerana agrobacteria adalah patogen tumbuhan (walaupun ia dilumpuhkan). Anda kini seorang Pakar DIY dan penting kami adalah semua pelayan yang baik dan mematuhi peraturan keselamatan teknologi untuk memastikan ia tersedia kepada orang lain.

Jika anda ingin mengetahui lebih lanjut tentang projek Loji Glowing, anda boleh mendapatkan lebih banyak maklumat di laman Kickstarter mereka atau datang dan berjumpa mereka di Maker Faire (Bertemu Peringkat Pembuat pada hari Sabtu, 1:30 petang) hujung minggu ini!

David Lang adalah penyunting yang menyumbang di MAKE dan pengasas bersama OpenROV. Buku beliau, Zero to Maker, akan diterbitkan pada bulan September.

Kongsi

Meninggalkan Komen