A kutatók több mint 20 évvel ezelőtt elkezdték a 13 éves folyamatot, amelyben több száz szekvenáló géppel dolgoztak, hogy a teljes emberi genomot feltérképezzék. Manapság ugyanolyan mennyiségű adat állíthat elő néhány nap vagy néhány hét alatt, és a költségek töredékéig.
"Okos emberek, mint te srácok, dolgozni fognak rajta" - mondja Maggie Halloran, a szekvenálási technikus, a Szemöldök Nemzeti Múzeum vadonatúj analitikai biológiai laboratóriumának (LAB) széles szemű középiskolai újoncja előtt. molekuláris biotechnológiai központ.
A hallgatók közül a 15-ből a 100-ból 15-en vesznek részt szelektív tudományos, technológiai, mérnöki és matematikai (STEM) mágnesprogramban a South River High School-ban, Edgewaterben, Md. Ebben a hónapban a mögöttük láthatóak a múzeum némelyike. gyűjtemények, laboratóriumi létesítményeik és az őket kezelõ emberek.
Tavaly az USA-ban a középiskolai újoncok 28 százaléka fejezte ki érdeklődését a STEM karrier folytatása iránt. Az iparági szakértők szerint ezeknek a hallgatóknak több mint fele el fogja veszíteni ezt az érdeklődést, ha idősek lesznek. A LAB Smithsonian csapata reméli, hogy az Edgewater hallgatói nem esnek ebbe a csapdába.
"A munkafolyamat tisztázza az összes számtalan irányt, amelybe be tudnak lépni" - mondja Hillary Catan középiskolai osztályvezető, aki a csoporttal együtt követett. "Amikor belépnek, lehet, hogy egy szűkebb fókuszban vagy elképzelésük van arról, hogy mi lehet a STEM karrier, és amikor távoznak, tudják, hogy a világ az osztriga."
A múzeumok olyan gyakorlati tanulási lehetőségeket kínálhatnak a tudományban, amelyeket az iskolák nem tudnak, és kurátorai ezt tudják. A New York-i Amerikai Természettudományi Múzeum olyan programnak ad otthont, amely a tanév során havonta kétszer és nyáron három héten összehívja a középiskolás diákokat a természettudomány tanulmányozására. A New Orleans-i Nemzeti Világháború Múzeuma helyszíni kirándulásokat szponzorál a közép- és középiskolás matematika és a természettudományi hallgatók számára, hogy egy multidiszciplináris leckét adjanak nekik arról, hogy a fizika hogyan tud tájékoztatni a történelemről. Ohioban a Légierő Múzeum Alapítvány műhelyeket tart a hallgatók számára. Mindegyik támogatja a fiatal hallgatók STEM-oktatását abban a reményben, hogy kielégíti a jövőbeli munkaerő iránti igényt.
A Smithsonian Intézet továbbra is jó úton halad ugyanezen módon; Obama elnök 25 millió dolláros költségvetés-növelést szorgalmazott a STEM-hez kapcsolódó programozáshoz. Az alapok elősegítik az online források létrehozását a hallgatók számára, és lehetővé teszik a tanárok számára, hogy a Smithsonian tartalmat összekapcsolják az iskolai munkával. Ez az előirányzat az adminisztráció meglévő 180 millió dolláros szövetségi alapjának a STEM programozásra fordított részét képezi, amely fel van osztva a Smithsonian, az USA Oktatási Minisztériuma és a Nemzeti Tudományos Alapítvány között.
A South River High School túra a Nemzeti Természettudományi Múzeum hamarosan megjelenő Q? RIUS Oktatási Központjában kezdődött, egy 10 000 négyzetméteres térben, amelyben 20 000 tárgyból álló kutatási gyűjtemény található, majd gyorsan átjutott a LAB-ba., ahol Halleran megkérdezte a hallgatókat a DNS bázispárjáról, és könnyedén válaszoltak, és azt kiabálták: „Guanin és citozin! Adenin és timin! ”
Amy Driskell, a Smithsonian kutatója elmagyarázta, hogy kollégái miként alkalmaznak egy polimeráz láncreakciónak nevezett eljárást a madarak és halak DNS-ének tanulmányozására. „Az elkövetkező néhány évben minden halnak lesz DNS-szekvenciája - mindegyikük vonalkódos lesz” - mondja Driskell.
Ezeknek a halaknak egy része a Smithsonian mély zátony megfigyelési projektjéből származik, amely öt személyes merülő víz alatt a karibi mély zátonyokból gyűjti a mintákat. „1000 lábnyira lenne az óceánban abban az időben, amíg innen visszamegy a buszon.” - mondta Lee Weigt, az LAB igazgatója.
A hallgatók Matthew Kweskin, az LAB informatikai igazgatója hallotta a vonalkódolás valós alkalmazásairól. Miután az US Airways repülése „madárcsapást” szenvedett, és Chesley Sullenberger kapitányt arra kényszerítette, hogy 2009-ben szálljon le a repülőgépre a Hudson folyóban, a hatóságok a repülőgép motorjában található madármaradványokat Smithsonian felé szállították. A kutatók a mintákból kinyert DNS-szekvenciát bevitték a Barcode of Life adatbázisba, egy keresőmotorba, amely számtalan fájlba sorolja a szekvenált madárfajokat, és megerősítették, hogy a minták kanadai libákból származnak. Ezeket az adatokat arra használják, hogy a repülőterek megértsék a repülőtereknél problémákat okozó madarak fajtáját.
A turné ezután a laboratóriumból kikerült a múzeum raktárába, ahol a hallgatók bepillanthattak a gerinctelen állattani osztály gyűjteményébe. A végső megálló a botanikai osztályon belül volt, ahol Gregory McKee gyűjteménygyűjtemény vezetője elmondta a hallgatóknak az intézmény növénygyűjteményeit, amelyek 4, 5 millió példányt tartalmaznak.
McKee több tartósított növény körül körbejárta, elmagyarázva, hogy a kutatók hogyan gyűjtik és őrzik őket. Megragadta az LAB kutatási erőfeszítéseit, mondván, hogy a DNS-szekvenálási technológiák megmagyarázhatják azt a rejtélyt, hogy miért bambuszvirág egyik faja csak 120 évenként virágzik.
"Fizetnek nekem egy kis pénzt azért, hogy kimegyek az erdőbe és piszkosak leszek, és nem kell nyakkendőt viselnem" - mondja McKee, miért imádja a munkáját. Elmondta nekik, hogy találkoztak egy 70 éves mongóliai férfival, aki annyira botanikai szakértő volt, hogy tudta, hogy milyen fenyőmagokat enni, amit maga is fákkal borított, hogy visszaszerezze.
"Ez csodálatos" - mondja Jesse McElree, egy 15 éves hallgató. Az annapolisi anyanyelv azt mondja, hogy miközben a matematikát élvezi leginkább és mérnökként reméli, McKee vita volt a turné kiemelt témája.
Jacob Mondoro, 15 éves, Edgewater, a botanikai osztályt is a legérdekesebb megállójává vált a túra számára. Ő is mérnöki tevékenységet kíván folytatni, de azt állítja, hogy a növénytudományi karrier a jövőben értékes lenne.
"A botanika olyannak tűnik, mint ami a globális felmelegedés miatt később nagyon intenzív lesz" - mondja Mondoro. "Megfelelő munkaerő nélkül nem lesz sok ember, aki valóban képes fenntartani a Földet és annak, aminek kell lennie."
Caitlin Baker laboratóriumi technikus, aki a McElree és a Mondoro csoportját vezette, azt mondja, hogy a turné szemét nyitó élménynek tűnt az újoncok, különösen a túlsúlyban lévő női hallgatók számára.
"Azt hiszem, ez valóban felhatalmazza a nőket a tudományban, és nagyon csúcstechnikai kutatásokat végeznek" - mondja Baker. „Remélem, hogy az a tény, hogy ennél sokkal több férfi van ebben a csoportban, nem ad valami értelmet a lányoknak, hogy ez egy férfi mező. Valójában már nem.
A 14 éves Edgewater-i diák Lauren Suite számára a belső megjelenés informatív jellegű volt. "Ez több betekintést adott nekem arra, hogy mit tehetnék a jövőben" - mondja Suite, aki orvosi kutatást fontolgat. "Próbálok mindent naprakészen tartani, és remélhetőleg a jövőben részese lehetek az új [technológiák] fejlesztésének."
Halloran szerint az innováció e sebessége hazaérte a hallgatókat. A STEM-tanulmányaik alapvető fontosságúak a 21. századi technológiákkal való együttműködéshez és létrehozásukhoz való felkészüléshez, annak ellenére, hogy a néhány év elteltével az egyetemi diplomát átesették, az új technológiák valószínűleg meghaladták azokat az eszközöket, amelyeket a LAB-ban tanultak.
„Mindenki azt gondolja, hogy remeknek tűnik Jacques Cousteau lenni, búvárkodni és gyűjteni” - mondja Halloran. „De valóban szükségük van a készségek teljes készletére ahhoz, hogy ezt meg tudják csinálni. Úgy gondolom, hogy minél hamarabb elképzelésük van mindezek alkalmazási köréről, annál jobb, ha képesek alkalmazni azt, amit már megtanultak a középiskolában, és rést készítenek maguk számára. ”
