デスクトップ遺伝子マシン

バイオエンジニアリングの発展の勢いは生命科学者を驚かせています。バイオテクノロジー研究室でほぼ普遍的に採用されている遺伝子編集技術 CRISPR は、デザイナーベビーの話題ですべての見出しをさらっています。しかし、その華やかさの裏では、遺伝子工学をより簡単に、より確実に、より自動化するソフトウェア、サービス、機械が次々と登場しています。最新のイノベーションは、ペンシルベニア大学の生物学者、デザイナー、エンジニアのコラボレーションから生まれました。彼らは、手を必要とせずに遺伝子工学を自動化するデスクトップマシンを作成しました。

「再生ボタンを押して、最後に製品を出すだけです」と、ペンシルベニア大学のバイオリアライズ微生物デザインスタジオの共同発明者で生物学研究室のコーディネーターのカレン・ホーガン氏は言う。

この機械は DJ のターンテーブルに似ていますが、レコードの代わりに、遺伝子組み換えされた微生物が入った注射器の輪を回します。この機械は組立ラインのように機能します。まず、新しい DNA を注入する前に、微生物に 200 ボルト以上の電気を流して、遺伝子組み換えに適した状態にします。次に、微生物を注射器の中で培養します。最終段階で、微生物が生成したタンパク質をスラリーから抽出できます。

最後のステップであるタンパク質抽出は、化学物質を醸造する「パン製造機」というバイオテクノロジーの夢の実現への第一歩です。過去 10 年間、合成生物学の先駆者であるドリュー・エンディは、食器用洗剤からタイレノールまで、あらゆる化学物質を供給できる、改良された微生物を含む機械について説明してきました。Microbial Design Studio は、ユーザーが微生物を含むカートリッジを機械に挿入し、後で反対側で有用な化学物質を収集できるというビジョンの実現に向けて一歩前進しました。

スタジオが一般家庭に普及する前に、研究室で導入されることをチームは期待している。スタジオはデスクトップに置けるほど小さく、さまざまな化学組成と DNA 設計で 8 つの実験を同時に実行できる。共同発明者でペンシルベニア大学のデザイン教授であるオルカン・テルハン氏は、科学者は機械をレンガのように積み重ねて、膨大な数の実験を同時に自動化することもできると語る。

「自動化によって多くの時間が節約され、液体をある場所から別の場所へ移動させる必要がなくなり、設計に集中できるようになります」とテルハン氏は言う。テルハン氏は、大量の実験や長期にわたる実験をこなすために、部屋全体にこのような機械がコンピューター サーバーのように稼働している様子を想像している。

このスタジオは、バイオエンジニアリングを新たな分野に広げ、多数の新しいバイオテクノロジーのアプリケーションへの道を開く可能性のある、急速に発展しているツール分野に属しています。

Biorealize チームは、今後 2 年以内にさまざまな価格でマシンの販売を開始する予定です。学校や愛好家は基本バージョンを数千ドルで購入でき、科学者は完全に調整されたバージョンをプレミアム価格で購入できます。「生物学用のパーソナル コンピューターと考えてください」と Telhan 氏は言います。