Genetisk Videnskab Oser Ud Af Amatørernes Garager

{h1}

Amatørbiologer er begyndt at tinkere med fremtiden for genomik i deres hjem og garager.

Melanie Swan gjorde ikke panik ved at lære at have arvet en genetisk mutation, der syntes at lægge hende i højere risiko for hjerteanfald og hjerte-kar-sygdomme. I stedet kørte hun og en anden "garagebiolog" en pilotundersøgelse fra deres eget hjem og kom med en modforanstaltning.

De repræsenterer forundersøgelsen af ​​den gør-det-selv-biologiske bevægelse - DIYBio, der sigter mod at sprede kraften i genetisk forståelse ud over forskningsinstitutioner og virksomhedslaboratorier.

Udnyttelse af viden om genetisk arv for at skabe bedre sundhedsresultater repræsenterer "en smag af DIYBIO," siger Svan.

En fremtid fuld af garagebiologer er langt væk, langsomt på bekostning af udstyr og vanskeligheden ved selve videnskaben. Det indebærer løftet om hurtigere og mindre dyre behandlinger for sygdom sammen med de andre fordele - og farer - for vidtgående at dele sådanne potente oplysninger.

Svanen blev enraptured med den transformerende kraft af genetisk videnskab, mens han arbejdede som iværksætter i Silicon Valley i 12 år. Det førte til hendes seneste opstart, en nonprofit tjeneste kaldet DIYgenomics.

DIYgenomics præsenterer en open-source online og mobil platform for folk til bedre at forstå, hvad deres genetiske arv betyder med hensyn til visse sundhedsrisici.

Android og iPhone-brugere kan downloade webapps, der sammenligner genomiske sekventeringstjenester, der tilbydes af kommercielle virksomheder. Men DIYgenomics styrer også den nysgerrige person, der ønsker at designe studier om, hvordan en bestemt genetisk makeup kan påvirke ens atletiske præstation eller respons på et bestemt stof.

"Vi forsøger at gøre forebyggende medicin," siger svan ved at undersøge en persons genomiske data i forbindelse med fysiske målinger under visse forhold som makuladegenerering og aldring. "Vi laver borgerforskningseksperimenter, hvor vi forsøger forskellige indgreb for at påvirke niveauerne af nuværende biomarkører, mens de stadig er prækliniske", sagde hun

Afkodning af dit helbred

Enhver i dag kan få hans eller hendes hele genom sekventeret af kommercielle tjenester - til en pris af tusindvis af dollars. Men billigere genetiske tests, som dem, der tilbydes af selskabet 23andme, kan også give potentielt nyttige oplysninger for folk at handle på.

Genetisk test afsløret Svanen var blandt de personer, der har arvet en mangelfuld form af MTHFR genet. Manglen kan føre til højere niveauer af en aminosyre kaldet homocystein i blodet. For meget af denne aminosyre har været forbundet med en højere risiko for koronar hjertesygdom og slagtilfælde, ifølge American Heart Association.

Under sin pilotundersøgelse stolede Svan, hendes kollega og tre andre frivillige på kommercielle blodprøvetjenester til at overvåge deres helbredstilstand. De testede også forskellige behandlinger ved metodisk at tage Centrum multivitaminer og folsyretilskud.

Ved at teste enkelt- og kombinationsmidler i rækkefølge fandt Swan et bestemt indtag af vitamin B9 og folinsyre hjalp med at nedbringe hendes homocystein-niveauer. Den samlede pilot undersøgelse lykkedes at skære homocystein niveauer med 30 procent, sagde hun - sammenlignelige med tidligere resultater fra store kliniske forsøg.

Svanen håber, at den bredere DIYBio-bevægelse i sidste ende kan medvirke til at reducere omkostningerne ved at køre homegrown eksperimenter. I stedet for at regne med et kommercielt selskabs $ 100 laboratorieblodprøver for homocystein, forestiller hun sig et delt laboratorierum med billigere versioner af fingerpricketest, der kan læses i realtid.

Introduktion til borgerforskeren

Ideen om borgerforskere i moderne genetik går tilbage til begyndelsen af ​​dette felt - det var en østrigsk munk, Gregor Mendel, der opdagede lovene om genetisk arv ved opdræt af ærter i sin klostergård i 1800'erne.

Den slags DIY-ånd har inspireret Biocurious, en nonprofit-gruppe, der ligger i Mountain View, Californien, som tilbyder et lokalsamfundslokale til interesserede hobbyister og borgerforskere. Dets indsats bringer mennesker så forskellige som molekylærbiologer, maskiningeniører, computerprogrammerere og kunstnere.

"Med BioCurious forsøger vi at levere vigtig infrastruktur og et miljø for en ny generation af teknologer til at erhverve de færdigheder, der er nødvendige for at udnytte kraften i billig [genetisk] sekventering og syntese", sagde Joseph Jackson, medstifter af biocurious.

Nøjagtigt, når garagebiologi måske virkelig tager af, er det ukendt, sagde Jackson. Dagens praktiserende læger kunne kun være ækvivalente med en 1970s hjemmebryggeklub - eller de kunne legitimere internettet i 1993 lige før den første store boom.

Det er svært at operere uden virksomhedens penge eller offentlige tilskud. For at opgradere sine faciliteter lancerede Biocurious et projekt på den publikumssidede hjemmeside Kickstarter, hvor den rejste mere end $ 35.000 i løfter. (I modsætning til bidrag tilbød den præmier ud over de sædvanlige T-shirts. Pledge-bidragsydere kunne snyde en plakat af deres egne fluorescerende celler set under mikroskop og havde endda en chance for at vinde en PCR-maskine, som bruges til hurtigt replikerende stykker af DNA til analyse.)

Løfterne plus månedlige medlemsafgifter - som ifølge de biokusige grundlæggere ikke forventes at overstige $ 200 pr. Måned - ville hjælpe med at opgradere det nuværende laboratorium for at muliggøre mere avanceret forskning på varme områder som syntetisk biologi, sagde Jackson.I modsætning til traditionel genteknologi, som typisk bytter i stykker af eksisterende genetisk kode, har syntetisk biologi til formål at lave eller omdanne levende organismer ved at skabe kode, der ikke allerede eksisterer i naturen.

Testning af grænserne

En mangel på finansiering, udstyr og ekspertise betyder, at garagebiologer stadig ikke kan komme tæt på at replikere de seneste resultater fra forskere som J. Craig Venter. I maj blev Ventsers gruppe den første til at transplantere et syntetisk genom i en levende celle.

Biologi er meget svært, "sagde Jackson til WordsSideKick.com." Der er en tendens til at overhype hvad der kan gøres på kort sigt, men ikke værdsætte, hvad der kan gøres af borgerforskere på lang sigt. "

Garagebiologi peger på, hvordan videnskabens praksis og dens fordele kan spredes ud over dørene til større institutioner, universiteter og virksomheder. Mens forskere forestiller sig et sådant spring ville betyde en fremtidig verden, hvor alle med et hjemmelaboratorium kunne skabe en bedre mikrobe til at rydde op olie, bekymrer de sig også om, at det samme spillerum kunne give nogen mulighed for at udvikle sig, siger en superstamme af influenzaen.

Sådanne implikationer foranledigede præsidentkommissionen for undersøgelsen af ​​bioetiske spørgsmål at undersøge fremtiden for garagebiologi som en del af et juli-møde i Washington om syntetisk biologi. Kommissionen indkaldte igen i Philadelphia og har et andet møde planlagt til november i Atlanta.

Forskere kan allerede sammensætte en million basepar fra bunden. (Et basepar består af to nukleotidmolekyler, der sidder modsat hinanden på komplementære tråde af DNA og RNA.) Om seks år kan de samle 100 millioner basepar eller tæt på størrelsen af ​​genomerne, der tilhører ormen C. elegans eller frugtsluften Drosophila.

Alligevel står de førende forskere over for store udfordringer ved at finde ud af, hvordan man sammen kan kombinere de millioner af DNA-basepar på en måde, der giver mening. Ikke at vide, hvordan man designer et funktionelt genom fra bunden, placerer store grænser for syntetisk biologi i dag.

Holder et vågent øje

På trods af de nuværende praktiske grænser for både garagebiologi og syntetisk biologi er eksperter begyndt at overveje, hvordan regeringsmyndighederne kunne overvåge syntetisk biologi i de mere uformelle indstillinger i garagelaboratoriet.

Mere end halvdelen af ​​amerikanerne vil have regeringstilsynsmyndigheder at holde øje med syntetisk biologi forskning, ifølge en nylig undersøgelse. Kun 36 procent ville foretrække frivillige retningslinjer udviklet af både industri og regering.

Alligevel at opdage eventuelle trusler eller farer fra nyligt fremstillede, ukendte gensekvenser kan vise sig vanskelige. Intet biosikkerhedssystem i overskuelig fremtid kunne forudsige muligheden for skade inden for DNA-fragmentet, ifølge en rapport udgivet af National Institutes of Health i august.

NIH antyder, at et system i det mindste kunne screene for gensekvenser af kendte farlige stoffer, såsom Bacillus anthracis ansvarlig for miltbrand.

Virksomheder, der leverer syntetisk DNA, er allerede begyndt at frivilligt holde øje med, så en kundes anmodning om en bestemt gensekvens tilhørende en skadelig virus eller bakterier kan udløse en advarsel. Virksomhederne har også samlet sig for at få øje på andre mistænkelige aktiviteter, som f.eks. En kunde, der spredte sine anmodninger om gensekvensering blandt flere virksomheder.

Men DIYgenomics Swan sagde, at "kortere sigt bekymring ville være den utilsigtede misbrug af biohazard materialer, snarere end at udskrive noget skadeligt fra DNA synthesizers."

Mens garagebiologer har haft store smerter hidtil for at sikre sikre arbejdsmiljøer, sagde svane, at dele ekspertise og udstyr kunne reducere de mere umiddelbare risici ved en laboratorieulykke.

Bedre vision gennem samarbejde

Eksperter løser problemet med navnet DIYBIO, og påpeger, at garagebiologi kræver en gruppeindsats. Jackson of Biocurious sagde, at han foretrækker moniker "DIWO" for "gøre det med andre."

På præsidentkommissionens juli-møde understregede Robert Carlson, chef for den Seattle-baserede Biodesic-opstart, at åbent samarbejde ikke kun giver mere erfarne medlemmer af samfundet mulighed for at hjælpe nybegyndere, men giver dem mulighed for at overvåge og afholde potentielt farlige eller ulovlige aktiviteter.

"Jeg synes, at forsøger at holde styr på, hvad folk gør, forsøger at få folk til at frivillige og gøre det sammen, det er godt," sagde Carlson.

FBI synes at have omfavnet den samarbejdsmæssige tilgang ved åbenlyst at deltage i mange af garagebiologi konferencer og workshops i de seneste år. Parkeringsbiologer har i sin tur hilst velkommen FBIs interesse, fordi agenturet har gjort sig til den oplagte kontakt for eventuelle retshåndhævelsesrelaterede problemer, der måtte opstå.

Forudsigter fremtiden

Ingen kan garantere, hvor godt garagebiologi og syntetisk biologi vil fungere sammen for at skabe fremtiden. Men en ressource kunne give et kig: Prediction markeder har hjulpet prognose alt fra antallet af influenza tilfælde til Hollywood box office tal.

Et forudsigelsesmarked med fokus på syntetisk biologi kan snart komme i gang, takket være et tilskud fra National Science Foundation og Woodrow Wilson Center i Washington, D.C.

Ligesom aktiemarkedsindehavere køber et Fortune 500-selskabs aktie, fordi de tror, ​​at prisen vil gå op, forudsætter markedsdeltagere, at der satses på bestemte resultater, og køber "aktier", der udbetaler, hvis deres hunch er korrekt.

Det nye forudsigelsesmarked har til formål at rekruttere et par hundrede deltagere, men kan gøre med blot et par dusin, ifølge Patrick Polischuk, en forskning tilknyttet Woodrow Wilson Center's Synthetic Biology Project.

Indsatsen forventes at hjælpe forskere med at samle deres ekspertise, uanset om de arbejder i et statsligt laboratorium eller i en garage.

"Hvad angår mål er dette lige så meget et engagement værktøj, da det er et prædiktivt værktøj," sagde Polischuk i en e-mail. "Det bør være nyttigt at se, hvilke typer spørgsmål det syntetiske biologi samfund gerne vil spørge, samt hjælpsomme til potentielt at få nogle prædiktive svar."

  • Top 10 Uforklarede Fænomener
  • Første levende organisme med syntetisk genom skabt
  • Top 10 Greatest Mysteries in Science
{{embed = "20100927"}}


Video Supplement: .




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com