A tárgy nem sem szexi, sem finom, ahogy Mallory Warner elmondja. Warner, aki az orvostudomány és a tudomány szakterületén dolgozik a Smithsonian Nemzeti Amerikai Történeti Múzeumban, segít egy olyan nagy tétel levéltárának létrehozásában, amely valamilyen módon megváltoztatta a tudomány irányát. Rámutat egy, a Human Genome Project kutatói által használt DNS-elemző elemre (az a mérföldkő, amely az ember genetikai anyagának első teljes tervét adta), valamint egy fényképészeti film egy 1970-es évek kísérletéből, amely szintetikus inzulin gént készített. A genetikai kutatásokkal kapcsolatos darabok sokasága, mondja, „durva, hűtőszekrény méretű tudományos dolgok”.
Ebből a történetből
[×] BEZÁR
 | American Enterprise: Az üzleti élet története Amerikában~ További információ a termékről
| ||||||
RICH: American Enterprise: Az üzleti élet története Amerikában
kapcsolodo tartalom
- A csokoládé-szökőkutak nagyszerűek a fizika óráira
- A Candy Corn nem változott a 19. század óta
- A mexikói koksz története sokkal összetettebb, mint a hippik szeretnék beismerni
- Hogyan épített egy ötbetűs szó egy 104 éves társaságot?
- Hogyan győzött Singer a varrógép háborújában
A Roche 454 GS FLX + DNS gén szekvencer, amelyet 2005 és 2015 között gyártottak, valójában egy kicsit rövidebb, mint egy hűtőszekrény: a hivatalos termékleírás szerint több, mint 500 fontot súlyú. A Roche gép szintén egyedülálló: ez volt az első új generációs génszekvenáló, amelyet kereskedelmi forgalomba hoztak. Az akkor egy új technológiát, amelyet szintetikus szekvenálásnak hívtak, a genetikai kódot tartalmazó bázisok szekvenciájának szétválasztására használta.
Még a legkisebb organizmus is - amely túl kicsi ahhoz, hogy szabad szemmel láthassa - több száz gént tartalmaz, amelyek együtt működnek mindenféle meghatározásban, megjelenésétől kezdve a reagálásig a betegségig. Ezeket a géneket váltakozó bázisminták alkotják. A minták - a génszekvenálásnak nevezett folyamat - elolvasásával a tudósok sokat megtanulhatnak egy szervezet működéséről.
A következő generációs szekvenciák drámaian csökkentették a génszekvenálás költségeit és idejét. Bár ez ezoterikus akkreditációnak tűnik, vegye figyelembe, hogy az emberi genomprojekt körülbelül 13 évre és körülbelül 3 milliárd dollárra tette a teljes emberi genom szekvenálását, nagyrészt a Sanger szekvenálásnak nevezett módszerre támaszkodva. A cég szerint egy következő generációs Roche 454 gép tíz napon belül elvégezheti ezt a feladatot, lehetővé téve a kis csapatok számára, hogy hatalmas mennyiségű genetikai adatot összekapcsoljanak lényegesen rövidebb idő alatt.
A Roche 454 szekvenseket használták az eper, baktérium és a neandertalák genetikai rejtélyeinek feltárására; olyan adatokat állítottak elő, amelyek elősegítették a tudósok megértését a fejlődő világ betegségállóságáról; és egy emlékezetes esetben egy fiatal amerikai fiút diagnosztizált, akinek állapota évek óta megbotlik az orvosokkal.
A Roche 454 szekvenseket használták az eper, baktérium és a neandertalák genetikai rejtélyeinek feltárására; olyan adatokat állítottak elő, amelyek elősegítették a tudósok megértését a fejlődő világ betegségállóságáról; és egy emlékezetes esetben egy fiatal amerikai fiút diagnosztizált, akinek állapota évek óta megbotlik az orvosokkal.
De a Roche 454 egyik legérdekesebb dolga valószínűleg a csokoládé jövőjének biztosítása.
Körülbelül 25 évvel ezelőtt sokan mélyen aggódtak a világ csokoládéellátása miatt. A csokoládét, amint azt ismertük - édes, finom formájában - kakaóbabból készül, amelyek a Theobroma kakaófa terméke.
A T. cacao őshonos Közép- és Dél-Amerikában, és az emberek évszázadok óta betakarítják a babot. Az európaiak először a kakaófán találkoztak az Új Világnak nevezett korai útjaik során. A kakaóbab természetes terméke keserű, tehát az európaiak elkezdték keverni a csokoládét a cukorral, és megindult egy őrület, amelynek még nincs vége. A csokoládé ma több milliárd dolláros üzletág, egyre növekvő kereslet mutatkozik olyan országokból, mint Kína, India, Oroszország és Brazília.
Kakaó betakarítása Ghánában, a hüvelyeket vágják, és a magokat és a répát kiürítik. (Smithsonian Archívum Központ, Amerikai Történeti Múzeum) A kialakuló kereslet azonban az ősi problémákkal szembesül. A termelés kiterjesztése érdekében a kakaófákat átültették Nyugat-Afrikába, ahol kényelmesen növekedhetnek a trópusi éghajlaton. A kakaófák érett éve azonban évekig tart, és nem túl termékenyek: egy fa nagyjából annyi hüvelyt állít elő, hogy évente egy font csokoládét készítsen.
Mégis úgy tűnik, hogy a legfontosabb probléma az, hogy ezek a fák rendkívül hajlamosak a betegségekre. Az 1980-as évek végén egy fantasztikus névvel - a boszorkányok seprűgombájával - pusztító madár kezdte virágozni a kakaófákon a brazil Bahia régióban. A boszorkány seprűje a kicsi, seprű alakú ágakból származik, amelyek a fertőzött fákon alakulnak ki. Alig egy évtized alatt a Bahia csokoládétermelése több mint felére esett vissza. A tudósok és az édességgyártók rettegtek, hogy a boszorkánykefe - vagy fagyos hüvely, egy másik pusztító gomba, amely a kakaófákat fertőzi - eljut a Ghána nyugat-afrikai országokban, az Elefántcsontparton és Nigériában található gazdaságokba, ahol a világ számos kakaóbab-exportőre otthona van. .
"A mi kérdésünk az volt, hogy képesnek kell lennünk fagyos hüvelynek és a boszorkány seprűnek ellenálló fajták tenyésztésére, még mielőtt ezek a betegségek eljutnának Nyugat-Afrikába” - mondja David Kuhn, az MDA-ban lévő USDA molekuláris biológusa. "Mert ha [ez] megtörténik, az Ön cukorkádja 35 dollár lesz."
Ha egy 35 dolláros cukorka bár nem tűnik katasztrófának, vegye figyelembe, hogy a becslések szerint 6, 5 millió gazdálkodó megélhetése függ a csokoládétől, és a piac hirtelen változása pusztító következményekkel járhat.
A miami tudósok a betegségekkel szemben ellenálló fák tenyésztését vizsgálták, ám ez lassan haladt. Kuhn elmondja, hogy „a fafajta jellegénél fogva nagyon lassú folyamat. Keresztet kell készítenie, kézzel megporznia a fákat, megszereznie a hüvelyeket, elvenni a magokat, elültetni őket, majd három-öt évig várni várja meg, amíg ezek a fák virágznak, majd értékelni tudja őket. ” Más szavakkal: három-öt évbe telik, amíg a tudósok meg nem tudják határozni, vajon egy adott fák terményét sikeresen nemesítették-e betegség-ellenálló babtermelésre.
Howard Shapiro a Mars társaságából összegyűjtötte és irányította a tudósok világméretű csoportját a kakaógenom szekvenálására. (Smithsonian Archívum Központ, Amerikai Történeti Múzeum) 2008-ban, a szekvenálási technológia elterjedésének ihlette, a Mars, Inc. édességet gyártó cége Howard Shapiro irányítása mellett beleegyezett, hogy 10 millió dollár hozzájárulást nyújt egy multinacionális projekt finanszírozásához a teljes T. cacao genom szekvenálására. A teljes példány felgyorsíthatja a szaporodási folyamatot azáltal, hogy lehetővé teszi a tudósoknak és a tenyésztőknek, hogy gyorsabban meghatározzák, melyik specifikus gén védi a betegséget. Mivel a fa trópusi, egy multinacionális konzorcium alakult ki, hogy dolgozzon a kakaó genom projektjén. Egy Costa Rica-i csapat mintát vett egy helyi T. kakaófából . Kuhn Miami laboratóriuma segített a növény genetikai anyagának kinyerésében, majd azt az laboratóriumokba küldte, ahol a genetikai anyagot feldolgozták és szekvenálták.
A T. cacao volt az „első nagy növény, amit valaha is csináltunk” - mondja Keithanne Mockaitis, az Indianai Egyetem korábbi szekvenálási igazgatója. Néhány éve együtt dolgozott a Roche 454-rel és más következő generációs szekvenciákkal, de a T. cacao projekt mérete és részletessége tette még egy ambiciózus projektévé.
Azt állítja, hogy a Mars segítette a tudósok, a tenyésztők és a gazdák bemutatását a világ minden tájáról. "Rendezvényeinket rendeznénk, és néha ténylegesen meghívnák az afrikai kakaótenyésztőket, és ez csodálatos volt, mert találkoztam velük és megértettem, amit tudnak" - mondja Mockaitis.
A mezőgazdasági termelőkkel fenntartott kapcsolat felbecsülhetetlen volt, részben azért, mert a projekt adatai nyílt forráskódúak lennének. Ez azt jelenti, hogy a tudósok eredményeit ingyenesen elérhetővé teszik egy weboldalon bárki számára, aki hozzáférni akar hozzájuk.
Az első nyilvános weboldal 2010-ben jött létre, teljes eredményességgel. További három évig a csoport az adatok hozzáadásával és a teljesebb genom létrehozásával foglalkozott, és 2013-ban kiadták a papírt. Bár a csokoládé előtt továbbra is kihívások állnak, Mockaitis szerint a genom pozitív első lépés.
Hat évvel ezelőtt, Peter Liebhold, a múzeum munkájának és iparának a múzeum elnöke, a kakaógenom projekttel találkozott, miközben az amerikai vállalkozások történelméről szóló nagyszabású kiállítás potenciális tárgyait kutatta. Azért vonzotta őt a nyílt forráskódú projektbe, mert ez újszerű és sikeres megközelítést képviselt a kutatási és fejlesztési folyamatban.
„A K + F-re gondolkodva azt akartuk mondani, hogy ez fontos és nagyon különböző módon valósult meg” - mondja Liebhold. Úgy vélte, hogy megszerezheti az Indianai Egyetem Roche 454 szekvencerét, amely jóváírható a megtakarított csokoládé elősegítésében.
Bár a gép elhalványult a felhasználástól, és helyébe újabb technológia lépett - a gyártó azt tervezte, hogy 2015-ben felfüggeszti - a teljes génszekvenátor kérése merész volt. A napfény idején a szekvenciakészülékek mintegy 700 000 dollárba kerülnek (most, hogy a termékcsalád lejár, sokkal kevesebbet vásárolhat az eBay-en). "A Smithsoniannál végzett munka örömét az jelenti, hogy indokolatlan kéréseket tehetünk emberektől" - mondja Liebhold.
Mockhaitis, egy virginiai őslakos, aki tudósává válásának egyik okaként említi a Smithsonianba érkező tizenéves utazásait, örömmel hallotta a kérést. Roche beleegyezett, hogy fizet az Indiana Egyetemen, hogy adományozzák gépeiket, kiszállítsák és szervizeljék. Mockaitis új laboratóriumba költözött, de az adományozást laboratóriumi mintákkal és tesztlemezekkel egészítette ki.
A kiállításon megjelenik a Mockaitis által adományozott egyik lemez - úgynevezett picotiter tesztlemez - a kakaótenyésztők fotója és a kakaó hüvely másolata mellett. A fotón a szekvencer sötét háttér előtt csillog, tiszta felülete funkcionálisan zümmög. A fotó fölött egy hosszú, tompa kés, amelyet egy kakaófarmon használhat a betakarításkor. A két hangszer közötti különbség hatalmas, de ahogy a kiállítás megkísérelte bemutatni, a rés áthidalható.
"Ez a [történet] különösen szép, mert olyan globális történet" - mondja Warner. "Van tudósunk Észak-Amerikában, és a munka a világ más részein élő gazdák javát szolgálja."
Ami a maga szekvencerét illeti, jelenleg egy dobozban él a múzeum tárolójában. Túl nagy volt a kiállításhoz - mondja Warner, de megmutatja, hogy bárki is kérdezi, beleértve - nemrégiben - egy látogató Roche ügyvezetőt. A Liebhold elismeri, hogy a technológia „már nem az élvonalbeli”. A szekvencer kritikus volt a mese szempontjából, ám már bekerült a történelembe.
Az új, az „amerikai vállalkozás” állandó kiállítás július 1-jén nyílt meg a Smithsonian Nemzeti Amerikai Történeti Múzeumban, Washington DC-ben, és nyomon követi az Egyesült Államok fejlődését egy kis függő mezőgazdasági nemzettől a világ egyik legnagyobb gazdaságáig.
