Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

DIY sünteetiline bioloogia: oma hõõguvate taimede valmistamine

Töö Kyle Tayloriga (L) BioCurious'is. Kyle redigeeris ja andis sellele postitusele olulise ülevaate.

Üks kõige ambitsioonikamaid (ja vastuolulisi) Kickstarteri plahvatuse projekte on hiljuti olnud hõõgumisettevõtte projekt. Kampaaniasse on liitunud ligi 6000 toetajat, et kasutada sünteetilist bioloogiat taimede loomiseks, mis loodetavasti asendavad teie laualambi. Seni on see heleduse tase vaid unenägu, kuid väljavaated luua taime, mis tegelikult hõõgub (aga nõrgalt), on väga reaalne. Ja Antony Evans, Kyle Taylor ja Omri Amirav-Drory tahavad teid reisile kaasa võtta.

Aga see, mida nad teevad, loob uue tüüpi taime häkkeriruumis.

Projekt ei ole ilma tema hoiatajate ja skeptikuteta. Väike arv keskkonnarühmi tekitab projekti suhtes muret, nõudes, et rühm loobuks projektist. The New York Times oli suurepärane kirjutus, mis kaalus kõiki erinevaid vaatenurki.

Mind? Ma olen uudishimulik. Olen kuulanud mõlema poole argumente ja selgitusi. Ja pärast oma uurimistööd, kaldun ma kokku leppima ja toetama hõõgumisettevõtte määratud missiooni:

„Projekti peamine eesmärk on inspireerida ja harida avalikkust selle tehnoloogia võimalike eeliste kohta. Meie arvates ei tohiks see tehnoloogia olla suurettevõtete ainupädevus, vaid selle kasulikkus peaks olema kõigile kättesaadav. "

Aga kui ma olen viimaste aastate jooksul midagi õppinud, on see, et tõesti midagi mõista, sa pead selle ise tegema. Nii et ma tegin seda (või üritasin seda teha). Eelmisel nädalal tegin reisi BioCuriousiga (Kickstarter rahastatud kogukonna biolabor Sunnyvales), et minna läbi mitmeid samme projekti loojatega ja saada mõtet selle kohta, kuidas see on täiesti algaja vaatenurgast kättesaadav.

Mida sa vajad

Hõõguv tehase komplekt

250 dollari taseme tasemel saavad Kickstarter toetajad DIY Maker Kit'ile lubada, enamik kõike, mida vajate projekti loomiseks oma koolis või kogukonna biolabis nagu BioCurious või Genspace. Sisaldab: - hõõguvat taime DNA ventiili - eelnevalt valatud LB plaadid - Arabodopsis seemned - agro-bakter - Silwet - toitainete lahus - Petri Dish - ühekordselt kasutatavad pipetid

Mida on vaja, et komplekt ei sisaldaks: Dry Ice (saadaval kohalikust toidupoes) Isopropüülalkohol Kodumajapidamises kasutatav valgendaja (kasutatakse bioloogiliste jäätmete kõrvaldamiseks)

Märkus: Nagu paljud bakterid, ei ole agrobakter ka inimese patogeen. Siiski on bakteritega töötamisel siiski oluline kasutada ühekordselt kasutatavaid kindaid, mis toimivad täiendava ohutustasandina. Lisaks tuleb kõik bakteritega kokkupuutuvad valgud 30 minuti jooksul valgendada, et tappa kõik bakterid. DIYBioloogidena on oluline olla ohutu ja kõrvaldada jäätmed nõuetekohaselt.

Et olla selge, mul polnud aimugi, mis enamik sellest kraamist oli. Ma pole kunagi varem pipetti kasutanud. Ma ei teadnud, mida LB oli (lüsogeeni puljong - põhiliselt bakterite toit). Mul ei ole biotehnoloogia tausta, nii et kogu kogemus oli uus. Lisaks projekti jaoks vajalikele sammudele õppisin ma põhilisi ohutus- ja laboriprotokolle. Tegelikult oli see minu suurim kogemusepagas. BioCurious'i igaüks on väga teadlik ohutust ja puhtust. Kui see on teie esimene kord, kui teete DIYBio projekti, leidke eeltingimuseks bioloogilise ruumi leidmine, et saaksite laboriprotokollides kiiruse saada.

1. etapp: kasvata taime! Ajavöönd: 4-8 nädalat kasvuaega Arabodopsis on taimede bioloogia viljapall või nii öeldi. See kasvab kiiresti, muutes lihtsamaks ja soodsamaks katsete tüübi. Minu jaoks oli õnnelik, et Antony ja Kyle olid päevaekspertiisiks kasvatanud Arabodopsise taimi. Aitäh ka tänu, sest ma ei tunne oma rohelist pöidlat.

2. etapp: Bakterite muundamine Nõutav aeg: 3 tundi See on etapp, kus sisestate hõõguvat taime DNA-d (me kasutasime GFP - fluorestseeruvat, mitte bioluminestseeruvat, kuna uus hõõguv tehase DNA pole veel loodud) Agro-bakterisse. Agro-bakterid on nagu transpordivahend. Seda tüüpi geneetiline manipuleerimine ei ole uus. Taimede molekulaarbioloogid avastasid selle bakteri 70ndate lõpus ja kasutasime sama looduslikku protsessi uue sünteetilise DNA-ga.

Bakterite transformeerimiseks kasutasime protsessi, mida nimetatakse külma snap-transformatsiooniks, mis tähendab, et me liigume baktereid väga soojalt, väga külmaks (5 minutiks), seejärel tagasi väga soe. Muutuvad temperatuurid põhjustavad pooride avanemist bakterisse ja uut DNA-d.

Ettevalmistusetapp: Kasuta baktereid Enne bakterite transformeerimist peate kasvatama baktereid. Bakterid tulevad külmkuivatatud (lüofiliseeritakse neile, kellele meeldib žargoon). Lisage rehüdreerimiseks natuke steriilset vett, seejärel levitage bakterid LB-plaadile (tahked bakterite toidud) ja hoidke neid pimedas (alumiiniumfooliumiga kaetud on hea tee). Jätke bakterid toatemperatuurile ja kasvab 5-7 päeva. Tõenäoliselt vajate paar päeva pärast külmkuivatamist.

Samm 1: Valmistage kuiva jäävann Lisage kuiva jää plokid 500 ml isopropüülalkoholiga täidetud keeduklaasi. Eesmärgiks on saada vanni -78 kraadi - CO2 sublimatsioonipunkt.

2. samm: Valmistage külmutatud ja sulatatavad bakterid ette. Kasutades pipetit, kraapige umbes bakterite kogus väikestesse tuubidesse (mida nimetatakse mikrotsentrifuugtoruks), mis on täidetud 75 mM (millamolaarse) kaltsiumkloriidiga.

3. samm: Viige väike kogus rakke (umbes 100 mikroliitrit) uude katseklaasi. Ja lisage DNA (jälle, me kasutasime GFP mitte hõõguva taime DNA-d) bakteritele.

Eksperimentaalseks eesmärgiks oli ka negatiivne.

4. samm: Asetage torud inkubaatorisse. Sul peaks olema inkubaatorivann 37 kraadi Celsiuse järgi. Bakterid segatakse inkubaatoris DNA-ga segatud 5 minuti jooksul, et bakterid soojeneksid.

5. samm: Liigutage kuiva jäävannile. Viige torud kiiresti kuivjäävannisse. Kiire temperatuuri muutus on see, millised praod avavad. Inkubeerige 5 minutit, veendudes, et lahus ei satuks katseklaasidesse, sest pidage meeles, et kasutate isopropüülhõõrdumist), mida kasutatakse bakterite tapmiseks.

6. samm: Tagasi inkubaatorisse Jätke torud kiiresti tagasi 37 kraadi Celsiuse inkubaatori vanni. Inkubeerige veel 5 minutit.

7. samm: Raputama! Te peate torusid loksutama 4 kuni 5 tundi. Kui teil ei ole ühtki hullu raputavat masinat, mis neil on BioCurious'il, siis saate seada torud oma pesumasina või kuivati ​​peal asuvasse konteinerisse samaks ajaks. (Mina tegelen selle tegemisega, kuid see võib ka toimida.)

8. samm: Plaat! Pärast loksutamist levitage bakterid teisele eelnevalt valatud LB plaadile. Katke ja inkubeerige toatemperatuuril umbes 7 päeva. Väikesed bakterite ringid peaksid kasvama, milleks peaksid olema bakterid, millel on DNA.

9. samm: Valmistuge ümberkujundamiseks Võtke paar paari bakterite ringi ja laotage teine ​​eelnevalt valatud LB plaat. Katke ja kasvake umbes 5-7 päeva, kuni kasvab kena bakterite muru. See muru on see, mida taime muundamiseks kasutatakse.

3. etapp: tehase ümberkujundamine Nõutav aeg: 60 minutit

Samm 1: Kärpige taime Lõika hoolikalt ära kõik õitsevad seemned või lilled, mis on leitud oma Arabodopsise tehases. Kyle ütles mulle, et ma katkestan kõik, mis nägi valget. Kindlasti jätke pungad, mis ei ole õitsenud.

2. samm: Valmistage hõõguv taim bakterid Lisage oma äsja loodud bakterid mahutisse, mis on täidetud 200 ml veega ja 10 g suhkrut (bakterite süüa).

3. samm: Dip Kasta tehase otsad viis minutit.

4. samm: Pange see üles! Õrnalt (!) Mähi õli Sarani mähisesse niiskuse suurendamiseks.

4. etapp: kasvatage seemneid! Vajalik aeg: 1 kuu Kui uued seemned õitsevad, kontrollige neid nõrga sära eest. Korja need seemned, kasvatage taimi ja jätkake protsessi!

Märkus: Agrobakteriga transformeeritud taimede vabanemine on rangelt reguleeritud. See on oluline, arvestades, et agrobakterid on taimepatogeenid (isegi kui need on blokeeritud). Te olete nüüd DIYBioloog ja on oluline, et me kõik oleme head korrapidajad ja järgime tehnoloogia ohutuseeskirju, et veenduda, et see on teistele kättesaadav.

Kui soovite rohkem teada hõõguvat tehast käsitlevast projektist, saate lisateavet oma Kickstarteri lehekülje kohta või tule kokku ja kohtuge neid nädalavahetusel Maker Faires (kohtuge valmistajatega laupäeval, 13.30)!

David Lang on MAKE abiandja ja OpenROV kaasasutaja. Tema raamat Zero to Maker avaldatakse septembris.

Osa

Jätnud Kommentaari