A San Francisco-i Antony Evans vállalkozó radikális ötlettel állt elő az energiafelhasználás csökkentésére: "Mi lenne, ha az utcák megvilágításához fákat használnánk elektromos utcai lámpák helyett?"
Evans és kollégái, Omri Amirav-Drory és Kyle Taylor biológusok olyan növényeket akarnak létrehozni, amelyek szó szerint ragyognak. Az Evans-t olyan transzgenikus organizmusok, növények vagy állatok inspirálták, amelyek más fajok géneivel rendelkeznek a saját DNS-ben, amelyet sok emberi igény kielégítésére használtak. A Bacillus thuringiensis baktériumokból származó gént rutinszerűen juttatják be például a kukoricába és a gyapotba, hogy a növények rovarállósá váljanak. Az egyik, „pharmingnak” nevezett módszerben a tudósok beépítették az emberi géneket növényekbe és állatokba, hogy ezek a gazdaszervezetek proteineket termeljenek gyógyszerekhez. Mások hozzáadtak egy gént a kristályzseléből, amely felelős a zöld fluoreszcens fehérje előállításához az állatok, például macskák és sertések számára; ily módon megtudhatják, hogy a betegség átterjedt-e egyik nemzedékről a másikra, csak azáltal, hogy megnézik, hogy az utódok sötétben ragyognak-e.
Idén tavasszal az Evans csapata videót küldött a Kickstarternek, amelyben elmagyarázza, hogyan tervezik a biolumineszcens baktériumok géneinek beillesztését egy növényfajba, mint az izzó fák létrehozásának első lépését. A nézők képzeletének táplálására a videó Pandora-képet, a ragyogó, 22. század közepén álló képet, az Avatar film című filmjéből. A durván sikeres 46 napos kampány során a csoport közel 500 000 dollárt gyűjtött az erőfeszítés finanszírozására. Evans-szel beszéltem a projektjéről.
A tudósok az 1980-as években géntechnológiával tervezték a sötétben világító első növényt, egy dohánynövényt, amelybe szentjánosbogár-gén került beillesztésre. Történelmileg, mi volt a célja ennek?
Szerintem először csak demonstrációs projekt volt. De a tudósok azóta használják olyan dolgok tanulmányozására, mint a gyökérnövekedés. Valójában alapvető kutatási célokra használják.
Hagyományosan, amit csináltak, a luciferáz [egy lumineszcens organizmusból származó enzim] gén beillesztése egy promóterrel együtt [egy gén elején lévő régió, amely megmondja a sejtnek, hogy kezdje meg a transzkripciót, az első lépés a fehérje előállításában]. majd ezután manuálisan adjuk hozzá a luciferint [egy vegyi anyag, amely oxidációkor fényt termel. Még ezeket a ragyogó növényeket is felvette a Nemzetközi Űrállomáson, tehát ez egy nagyon jól bevált technika.
Izzó növényi projektjéhez úgy döntött, hogy egy Arabidopsis thaliana nevű virágfajt használ. Miért ez a növény?
Azért választottuk ezt a növényt, mert az egyetemi közösség rendkívül jól tanulmányozta. Ez a növénybiológia gyümölcslégy. Annyira tanulmányozták, mert az egyik [virágos] növény legrövidebb genomja.
Milyen gént ad hozzá a ragyogáshoz?
A Vibrio fischeri géneit használjuk . Tengeri baktériumok.
Hogyan történik ez? Tudsz átvenni engem egy izzó növény létrehozásának folyamatán?
A Genome Compiler nevû szoftverrel kezdjük. A Genome Compiler lehetővé teszi számunkra, hogy génszekvenciákat keressünk, majd módosítsuk ezeket a génszekvenciákat egy szép grafikus felhasználói felületen. Ezt a szoftvert használjuk a Vibrio fischeri gének felkutatására, majd elvégezzünk valamit, úgynevezett kódot és optimalizálást, amely alapvetően úgy állítja be a szekvenciákat, hogy a növényekben működjenek, a baktériumok helyett. Ezután szintetizáljuk a DNS-t. Van egy „nyomtatás” gomb, és kinyomtatjuk azt a DNS-t. E-mailben küldik el az aktát egy cégnek, aki elkészíti nekünk a DNS-t. FedEx-et küldtek vissza hozzánk, és akkor két dolgot csinálunk.
Először a DNS-t beillesztjük néhány, az agrobacteriumnak nevezett baktériumba. Ez a baktérium nagyon okos, kitalálta, hogyan kell egyedül elvégezni a géntechnikát. [A baktérium] beiktatja a DNS-t a növény női ivarsejtekbe. Megnövelhetjük az azokból a virágokból származó magokat, és megkapjuk a DNS-t, amelyet a növény számítógépén terveztünk. A második dolog, amit csinálunk, egy génpisztoly használata, amely egy olyan berendezés, amely nagy sebességgel a DNS-t a növény sejtjeibe tüzi. Ezen sejtek egy része abszorbeálja a DNS-t, és elkezdi expresszálni.
A munkát a BioCurious-ban, a bio-laboratóriumban végzi a kaliforniai Sunnyville-ben, a Szilícium-völgyben. De hogy ez a barkács? Ez valami, amit egy garázskezelő képes kezelni?
A Kickstarter kampány részeként van egy készletünk, amelyet felhasználhatsz ezeknek a növényeknek az előállításához. A kemény rész a sorozatok megtervezése, de ha valaki kitalálta őket, követheti a receptet.
Mindent összevetve: 8 433 Kickstarter támogatója 484 013 dollárt ígért. Meglepte ez a reakció?
65 000 dollárt céloztunk, tehát nagyszerű, hogy annyit kaptunk. A Kickstarter segítségével soha nem tudhatsz. Tudtuk, hogy van valami érdekes, mert mindenki beszélni akart róla. De nem tudtuk, hogy ilyen nagy lesz.
Mennyire reális gondolkodni arról, hogy egy nap utcai lámpák helyett a sötétben ragyogó fák bélhetnek?
Úgy gondoljuk, hogy életképesnek kell lennie, de határozottan hosszú távú cél. A fákkal szembeni nagy kihívás az, hogy a fák hosszú ideig növekednek. A fákkal végzett kísérletek és a különböző promóterek tesztelése sokáig tart. Valóban szükségünk van a néhány különböző technológia egyikére, hogy megjelenjen. Az egyik jobb szimulációs technológia lenne, hogy a génszekvenciákat szimulálhassuk egy számítógépen. A kettő bionyomtató vagy valami hasonló lenne, így kinyomtathatunk egy levelet és realisztikusan kipróbálhatjuk a levél szekvenciáit [ahelyett, hogy várnunk kell egy egész fa növekedését]. Vagy harmadszor, a fák génterápiájának elvégzésének módját, a helyszínen történő beállítást és a DNS-ek megváltoztatását lehetne használni. Szükségünk van néhány fejleményre az egyikben, mielőtt képesek leszünk valóban nagy fák felvételére.
Az előzetes számítások szerint úgy gondolja, hogy egy körülbelül 1000 négyzetláb nagyságú izzó fa annyi fényt bocsát ki, mint egy utcai fény.
Nagyon különféle típusú fényhatások lesznek. Ha arra gondolsz, ahogyan a nap világít, a fény az egész égboltból származik; nem csak egy pontból származik, míg az izzók egy pontból származnak. A világítás sokkal szétszórt, és sokkal szebbnek gondoljuk.
Milyen látnivalói vannak most?
Arra koncentrálunk, hogy végrehajtjuk azokat a dolgokat, amelyeket megígértünk a Kickstarter támogatóknak. Tehát elvégezzük a munkát, elkészítjük a laboratóriumot, megrendeljük a DNS-t, és megkezdjük az [ Arabidopsis ] növények transzformációját.
Ön és kollégái megígérték, hogy minden egyes támogatót egy bizonyos adomány szintjével egy ragyogó növénynek küldnek. Mit várhatnak az emberek? Mennyire erős a fény és meddig tartós?
A fény éjjel világít, amíg a növény életben van, de nem lesz túl fényes. Olyan célokra tűnik, mint a sötétben ragyogó festék. Sötét szobában kell lennie, majd láthatja, hogy homályosan ragyog. Innentől kezdve a fényteljesítmény optimalizálásán és javításán dolgozunk.
A kampányvideóban azt mondod, hogy „az izzó növény a jövő szimbóluma.” Mit néz ki ez a jövő önnek?
A jövőre, amelyre hivatkozunk, van egy szintetikus biológiai jövő. Úgy gondoljuk, hogy ez a fajta technológia demokratizálódni fog; sok ember számára elérhető lesz. Szeretnék látni egy olyan jövőt, ahol a tinédzserek és az amatőrök otthon vagy a barkácsáru laboratóriumában géntechnikai dolgokat készítenek. A jövőt akarjuk képviselni, hogy elmondjuk az embereknek, hogy ez jön, és megbeszélést kezdjünk ennek a technológiának a körül - mit jelent ez és mit jelent számunkra.
Ezt a technológiát gyorsan bevezetik. Nagyon átalakító lesz, és azt hiszem, itt az ideje, hogy az emberek valamilyen módon megismerjék azt és annak lehetőségeit, hogy érdeklődjenek az iránt. Fantasztikus lehetőségek rejlenek benne benne, tehát ha az emberek nézik a projektet és azt gondolják: „Szeretnék megcsinálni”, azt hiszem, a válasz: „Megteheted”. Csak menj a helyi barkács biolaborba, és indulj el. játék körül, kezdje el tanulni.
Létrejönnek-e más olyan transzgenikus szervezetek, amelyeket ígéretesnek talál?
Rengeteg ember dolgozik dolgokon, tonna és tonna és tonna. Ha megnézi az iGEM (Nemzetközi Genetikusan Megmunkált Gép) Alapítvány projektjeit, láthatja a folyamatban lévő dolgok széles skáláját és sokféleségét. A pók selyme jó. Úgy gondolom, hogy a srácok a hús új verziói mellett dolgoznak. Van néhány érdekes dolog, ami az algaval történik, a bio-laboratóriumban, a South Bay-ben [San Francisco], BioCurious. Az algákat úgy kell megtervezni, hogy felhasználjuk az energia előállításához - azt hiszem, hogy sok munkát kell még tenni ezen, de ez nagyon ígéretes.
Van olyan projekt, amely aggaszt?
Egyenlőre nem. De azt hiszem, hogy ijesztő dolgok végül is megtörténnek.
Vannak olyan emberek, akik aggodalmuknak adtak hangot izzó növények elosztása és a szintetikus növények vadonba engedése érdekében. Mit kell mondani azoknak, akik ezt félnek?
Az emberek már évtizedek óta géntechnológiával működő növények. Csak az összes többi növény nyomában követjük nyomon, amelyet már az elmúlt 20 évben kiadtak. Nem gondoljuk, hogy radikálisan más dolgot csinálunk. A projekt szempontjából az a különbség, hogy hogyan finanszírozták, és hogy a munka inkább a „barkácsolás” biolaborban zajlik, nem pedig egy professzionális kutatóintézetben.
