1982-ig bárki, aki inzulint használt a cukorbetegség kezelésére, az abból származott, amit most szokatlan forrásnak gondolunk: a vágóhidakon betakarított tehenek és sertések hasnyálmirigyén, amelyet tömegesen szállítottak a gyógyszerfeldolgozó üzemekbe. De problémák voltak az inzulin ilyen módon történő megszerzésével - a húspiaci ingadozások befolyásolták a gyógyszer árát, és a cukorbetegek számának várható növekedése a tudósokat attól tartotta, hogy az inzulinellátás hiánya a következő néhány évtizedben jelentkezhet.
Mindez megváltozott a Humulin, az első szintetikus humán inzulin bevezetésével. De a gyógyszer mérföldkőnek bizonyult egy másik okból is: Ez volt az első kereskedelmi termék, amely a géntechnológiából származik, amelyet olyan baktériumok szintetizáltak, amelyeket úgy módosítottak, hogy tartalmazzák az emberi inzulin előállításához szükséges gént.
A tavalyi évben az Amerikai Történeti Múzeum maroknyi kulcsfontosságú tárgyat vásárolt a fejlesztésért felelős San Francisco-i cégtől a Genentech-től, amely a Humulin készítéséhez szolgált, és a múlt héten a „Biotech születése” című kiállításon jelentette meg a látogatók számára vizsgálja meg a géntechnika korszakának hajnalát.
A Genentech (az Amerikai Történeti Nemzeti Múzeum) korai genetikai kutatásában használt elektroforézis berendezés A Genentech munkája az 1970-es években, a Bay Area-i tudósok, Herbert Boyer (a San Francisco UC és Stanley Cohen, Stanford) pár felfedezésével történt: A többsejtes szervezetekből származó gének, beleértve az embereket is, beültethetők baktériumokba, és továbbra is rendesen működnek. Nem sokkal később, a kockázatitőke-befektetővel, Robert Swansonnal összefogtak, hogy megalapítsák a társaságot, abban a reményben, hogy a géntechnológiát felhasználják egy kereskedelmi szempontból életképes termék létrehozására.
Korán úgy döntöttek, hogy az inzulin logikus döntés. - Kényelmes volt. Ez könnyű fehérjekezelés volt, és nyilvánvalóan olyasmi, amire sok embernek szüksége volt ”- mondta Diane Wendt, a Smithsonian kurátor, aki a kijelzőn dolgozott.
Az egyik első eredményük az volt, hogy szintetikusan felépítették az emberi inzulin gént a laboratóriumban, egyetlen genetikai bázispárt egyszerre. A szekvenciájuk pontosságának ellenőrzése céljából gél-elektroforézisnek nevezett technikát alkalmaztak, amelyben a villamos energia a gélen keresztül kényszeríti a DNS-t. Mivel a nagyobb DNS-darabok lassabban vándorolnak, mint a kisebb darabok, a folyamat hatékonyan kiszűri a genetikai anyagot méretük szerint, lehetővé téve a kutatók számára, hogy kiválasszák a kívánt darabokat, ami a korai genetikai szekvenálási módszerek egyik legfontosabb lépése.
Az elektroforézist még mindig széles körben használják, de a Genentech által adományozott berendezés határozottan improvizáltabb, mint a mai laboratóriumokban megfigyelt szokásos beállítások. "Láthatjuk, hogy ez valamilyen kézzel készített" - mondja Mallory Warner, aki szintén a kijelzőn dolgozott. "Üveglemezeket és iratgyűjtő klipeket használtak, mert mindig nagyon gyorsan dolgoztak, és valami olyat akartak, amelyet könnyen szétszedhetnek és könnyen megtisztíthatnak."
Egy apró, egyedi üveg hangszer készítéséhez használt mikroforge, amelyet valamikor 1970 körül gyártottak (Amerikai Történeti Nemzeti Múzeum) A DNS és más mikroszkopikus molekulák manipulálására a kutatók különféle apró üvegkészülékeket használták. Ezeket az eszközöket sokan maguk készítették egy mikroforge-nak nevezett eszközzel - lényegében szélsőségesen miniatűr szerszámboltban, saját mikroszkóppal felszerelve, hogy a készítők láthassák, mit csinálnak.
Tartály az Eco R1-hez, egy enzimhez, amelyet Genentech-ben használtak genetikai kutatásban röviddel a Humulin kifejlesztése után (Amerikai Történeti Múzeum) Az inzulin génszintetizálása után a tudósoknak be kellett asszimilálniuk egy baktérium DNS-ébe, hogy a szervezet önmagában termeljen inzulint. Különböző enzimeket használtak erre a célra, köztük az Eco R1 vegyületet, amely a körülvevő bázispárok alapján pontos helyre vágja a DNS-t. A kutatók kis plazmidoknak nevezett DNS-molekulákat extraháltak a baktériumból, ezekkel az enzimekkel elvágták őket, majd más enzimek segítségével a szintetikus inzulin gént a helyükre öltötték. Az új hibrid plazmidot ezután beilleszthetjük élő baktériumokba.
Fermentációs tartály géntechnológiával módosított baktériumok tenyésztésére (Nemzeti Múzeum az Amerikai Történelem) Miután a Genentech tudósai sikeresen létrehoztak baktériumokat az inzulin gén másolataival, megerősítették, hogy a mikrobák elegendő mennyiségű emberi inzulint tudnak előállítani egy ilyen fermentációs tartályban. Ezután a géntechnológiával módosított baktériumokat továbbadták az Eli Lilly kutatóinak, akik elkezdték kereskedelemben előállítani azokat eladásra. Voila: szintetikus emberi inzulin.
Prototípus génfegyver, amelyet a San Juan, Ed Wolf és Nelson Allen fejlesztett ki a Cornell Egyetemen (Cornell University) A biotechnológia állapota természetesen a Humulin debütálása utáni években tovább fejlődött, és a múzeum ebből az időből is figyelemre méltó tárgyakat gyűjtött. Az egyik egy génfegyver prototípusa, amelyet a Cornell Egyetem kutatói fejlesztettek ki az 1980-as évek közepén.
Az eszköz megkönnyíti a tudósok számára az idegen gének bejuttatását a növényi sejtekbe, apró fémrészecskék bevonásával a DNS-be, és a növényi sejtekbe égetve őket, és a genetikai anyagok kis részének bejutására kényszeríti a sejtek magjait és belépnek a genomjukba. Az eredeti génfegyver prototípusa módosított légpisztolyt használt tüzelési mechanizmusként, és a technika sikeresnek bizonyult, amikor módosította a viszonylag nagy méretükre kiválasztott hagymasejteket.
Az első termikus kerékpáros gép, amelyet a Cetus Corporation (Cetus Corporation) tudósai készítettek Egy másik későbbi innováció a biotechnológia korában komolyan lépett be: a polimeráz láncreakció vagy PCR, egy kémiai reakció, amelyet 1983-ban fejlesztett ki Kary Mullis biokémikus, amely lehetővé tette a tudósok számára, hogy a DNS mintát automatikusan szaporítsák nagyobb mennyiségekbe, szignifikánsan kevesebb kézi munkával. Az első PCR-prototípus gép, vagy a hőcikler, a kutatók tudásán alapult, hogy az enzimek, például a DNS-polimeráz (amely kisebb építőelemekből szintetizálja a DNS-t) különböző hőmérsékleteken működnek. Fűtési és hűtési ciklusokra támaszkodva nagy mennyiségű DNS-t gyorsan előállított egy kis mintából.
A „Biotech születése” 2014 áprilisától látható az Amerikai Történeti Múzeum földszintjén .
