211service.com
Biotech doen in mijn slaapkamer
In een logeerkamer van het huis van zijn familie in County Cork, Ierland, herhaalt Cathal Garvey de prestaties die hebben geleid tot het aanbreken van het biotechnologische tijdperk. Hij kweekt bacteriën. Hij voegt DNA toe. Hij ziet wat er gebeurt.
Het transformeren van bacteriën was ooit een enorme klus, een nieuwe methode, legt hij uit. Tegenwoordig kun je het doen met Epsom-zout en een vrij verkrijgbaar merk laxeermiddelen.
Garvey, die 26 is, stopte twee jaar geleden met een PhD-programma in een groot kankerlab. In plaats van de wetenschap op te geven, begon hij het echter alleen te doen en gaf hij $ 4.000 uit om een laboratorium in het huis van zijn ouders uit te rusten. Als lid van de doe-het-zelf-biologiebeweging haalt Garvey inspiratie uit de begindagen van hobbycomputers, toen garage-knutselaars bedrijven als Apple en de rest van de pc-industrie voortbrachten. Het idee is nu dat iedereen - niet alleen academische laboratoria met een groot budget of grote bedrijven - biotechnologie zou moeten kunnen beoefenen.
Garvey werkte nog aan zijn doctoraat toen hij zijn eerste thuisexperiment probeerde: het isoleren van lichtblauwe bioluminescente bacteriën uit inktvis die hij bij een visboer in Cork kocht. Het was een experiment voor beginners, maar hij zei dat hij meteen besefte dat hij een keuze moest maken: zou ik het afmaken en een paar letters achter mijn naam krijgen, of de dag plukken en iets doen dat gedaan moest worden?
Zijn doel, zegt hij, is om te laten zien dat biologie kan worden gedaan op een open source-manier en met een klein budget. In plaats van bekers gebruikt hij gerecyclede potten. Een sterilisator wordt opgetuigd uit een snelkookpan en een kookplaat. Om zijn ziektekiemen te voeden, kookt hij aardappelen tot een zetmeelrijke mix. Op een universiteit ben je opgeleid om te denken dat dit allemaal te duur en moeilijk is om in je eentje te doen, zegt hij.
DIY-biologie maakt deel uit van een bredere trend in design die soms makercultuur wordt genoemd: mensen gebruiken 3D-printservices of goedkope, aangepaste elektronische circuits om prototypen van gadgets, producten of voertuigen te ontwikkelen. Nu dat amateurs kan raketten de ruimte in sturen , wat weerhoudt hen ervan om levensvormen in de keuken genetisch te modificeren?
Verschillende doe-het-zelfbiologen zijn begonnen met het maken van goedkope apparatuur, zodat meer mensen kunnen deelnemen. CoFactor, een Californisch bedrijf, verkoopt nu een $ 599 DNA-kopieermachine genaamd OpenPCR . En via Shapeways, een 3D-printbedrijf, verkoopt Garvey een plastic reageerbuishouder die hij heeft ontworpen. Wanneer het thuis aan een boor wordt bevestigd, wordt het stuk van $ 50 snel draaiend centrifugeren . In de buurt van San Francisco is er nu een laboratorium van 2.400 vierkante meter genaamd BioCurious , waar leden van de gemeenschap hun moleculair-biologische vaardigheden kunnen testen.
George Church, een professor in de genetica aan de Harvard Medical School, hielp bij het pionieren van de doe-het-zelfbeweging in de biologie . Een van de redenen waarom hij denkt dat de trend niet kan worden afgewezen, is dat de kosten van zowel het synthetiseren als het decoderen van DNA-moleculen nu dalen vijf keer sneller dan de kosten van rekenkracht. Dat maakt het heel interessant om naar te kijken, zegt hij.
Sommige potentiële garagebiologen zijn tegen obstakels aangelopen. Na een ontmoeting voor een biertje in een pub in september, een DIY-bio groep in Seattle besloten te sluiten omdat er geen duidelijke doelen waren. Andere lokale groepen - zonder laboratoriumruimte of geld - hebben een soortgelijk lot ondergaan.
Samen gehackt: Een zelfgebouwd thermisch fietsinstrument gemaakt door Cathal Garvey van een koffieblikje en een warmtepistool kost minder dan $ 80. Het wordt gebruikt om DNA-moleculen te kopiëren. Veel commerciële versies kosten meer dan $ 1.000.
Ook is niet iedereen zo onder de indruk van de beweging als de kerk. Ik zou een beetje sceptisch zijn wat het eindpunt van dit alles is, zegt Declan Soden, de bioloog van het Cork Cancer Research Center in wiens laboratorium Garvey ooit studeerde. Als je een behandeling voor kanker probeert te ontwikkelen met behulp van moleculaire biologie, moet de hoeveelheid tijd en inspanning en middelen zijn behoorlijk aanzienlijk, en de wettelijke beperkingen zijn veel strenger, zegt Soden, wiens laboratorium een jaarlijks budget van $ 3 miljoen heeft. Ik denk dat het daarmee buiten de klasse van doe-het-zelf-hobbyisten valt.
Een andere zorg is dat hobbyisten bacteriën door huishoudelijke gootstenen spoelen of zelfs gevaarlijke ziektekiemen creëren. Soden zegt dat Garvey een zeer slimme student was die te ongeduldig was om in een groot academisch laboratorium te werken. Mijn zorg is wat je doet is het veranderen van bacteriën, en dat kan een risico vormen voor het grote publiek, zegt hij.
Toch denken sommige futuristen dat burgerbiologie op een dag kan wedijveren met industriële biotechnologie, net zoals open-sourcesoftware commerciële producten uitdaagt. In 2007, Freeman Dyson voorspelde dat het leiderschap in de biotechnologie uiteindelijk zou verschuiven van grote bedrijven zoals Monsanto naar keukenlaboratoria, en klein en gedomesticeerd zouden worden in plaats van groot en gecentraliseerd.
Een bedrijf dat de doe-het-zelf-trend als een zakelijke kans ziet, is Autodesk. De softwaremaker, die krachtige ontwerpprogramma's voor ingenieurs en architecten verkoopt, is onlangs begonnen met het sponsoren van wedstrijden voor genetische manipulatie van universiteiten en ontwikkelt software om biologen te helpen bij hun doel om de genen van bacteriën opnieuw te bedraden zodat ze brandstof of drugs. Onze huidige generaties verwachten een verschil te maken in de wereld, en ze verwachten dat de materiële wereld op hen reageert, zegt Jeff Kowalski, Chief Technology Officer van Autodesk. Biologie zal daar een onderdeel van zijn. Hoewel ik het ermee eens ben dat de wetenschap niet volledig toegankelijk is voor mensen, zien we dat deze snel tot handelswaar wordt verwerkt.
Nadat hij een licentievergoeding van $ 325 had betaald, kreeg Garvey afgelopen juli de goedkeuring van het Ierse Environmental Protection Agency om genetisch gemodificeerde microben te creëren in het huis van zijn moeder. Zijn laboratoriumclassificatie Klasse 1 laat hem alleen werken met ziektekiemen die een verwaarloosbaar risico vormen voor het publiek of het milieu.
Het huidige doel van Garvey is om een geschikt systeem te ontwikkelen voor amateurbiologen die bacteriën genetisch willen modificeren. de bacterie E coli , gebruikelijk in universitaire laboratoria, is niet zo gemakkelijk om mee te werken. Het stinkt, eet dure media en heeft een slechte publieke reputatie als veroorzaker van giftige maaginfecties. In plaats daarvan probeert Garvey een veel voorkomende bodembacterie te ontwikkelen, Bacillus subtilis , als een open source-standaard. B. subtilis heeft een onbeschreven reputatie, zegt hij.
Met behulp van zijn computer ontwierp Garvey een cirkelvormige ring van 3.200 DNA-letters, die hij een contractlab in Texas $ 1.300 betaalde om te synthetiseren en naar hem te mailen. Het is een miniatuurchromosoom dat een plasmide wordt genoemd en dat B. subtilis bacteriën zullen absorberen. Om een kiem nieuwe eigenschappen te geven (bijvoorbeeld fluorescentie of de geur van regen op een stoep), moet je het benodigde DNA in het plasmide splitsen.
Garvey noemt zijn constructie Indie Biotech Backbone 1.0 en hij is van plan het aan andere biohackers te verkopen. Nu we wat tools hebben, is de moeilijkste vraag wat we ermee moeten doen, geeft hij toe. Van zijn kant stelt hij zich voor dat hij gras herprogrammeert om dieselbrandstof te maken - het soort dingen dat hij buiten zou kunnen planten en laten groeien. De droom, zegt hij, is om het leven te programmeren, te spelen, waar het je niets kost om te falen.