211service.com
De wetenschappelijke ruil vindt plaats achter de gen-editing-boom
De technologie voor het bewerken van genen, CRISPR genaamd, is waarschijnlijk de snelst verspreidende technologie in de geschiedenis van de biologie.
Hier is een reden waarom: elke weekdag om 8 uur in de kantoren van AddGene in Cambridge, Massachusetts, beginnen stagiaires UPS-pakketten te laden met het onbewerkte DNA-materiaal dat nodig is voor het bewerken van genen, en sturen het zo ver weg als Zimbabwe en Kroatië.
AddGene is een non-profitorganisatie die bestaat om wetenschappers te helpen hun DNA-uitvindingen te delen. Zie het als een Amazon.com voor biologische onderdelen. Iedereen kan er een inzenden of het onderdeel van iemand anders bestellen voor $ 65.
Dankzij gemakkelijke toegang tot technologie voor het bewerken van genen hebben laboratoria overal toegang tot het spel. Vorig jaar waren er meer dan 1.300 wetenschappelijke artikelen over CRISPR, en het is gebruikt om van alles te doen, van het genezen van spierdystrofie bij muizen tot het maken van supergespierde beagles.
En herinner je je die Chinese wetenschappers die een ethische vuurstorm ontketenden door menselijke embryo's te bewerken? Ze kregen hun ingrediënten ook per postorder van AddGene.
AddGene werd in 2004 opgericht door een afgestudeerde studente, Melina Fan, die het beu werd om te bedelen en te ruilen voor de belangrijkste materialen die ze nodig had. Waarom geen centrale repository creëren waar iedereen aan kan bijdragen?
Delen is iets waar mensen te weinig over praten, zegt Patrick Hsu, bioloog bij het Salk Institute. Het versnelde de acceptatie van CRISPR drastisch. In zekere zin laat AddGene je zien waarom het de moeite waard is om over te vechten. Het ligt in ieders handen en verandert alles.
Om zeker te zijn, is er een vervelende patentstrijd gaande over wie de commerciële rechten op CRISPR beheert. Maar dat heeft geen invloed op het delen tussen laboratoria, aangezien patenten niet direct beperken wat fundamentele wetenschappers kunnen doen.
Sneller delen maakt deel uit van een open wetenschapsbeweging die de biologie verandert. In plaats van de resultaten een jaar lang geheim te houden, wachtend op een grote Natuur papier, zijn biologen het voorbeeld gaan volgen van natuurkundigen, die papier op pre-print servers laten vallen zodat iedereen een kijkje kan nemen en feedback kan geven.
Zo werkt het: de taal van DNA is een code, maar het is fysiek. Het bestaat uit reeksen chemische basen met het label A, G, C en T. Om het te verzenden, stuurt AddGene flesjes met E coli bacteriën met de waardevolle stukjes DNA gesplitst in mini-chromosomen, bekend als plasmiden.
Er zijn ongeveer 45.000 plasmiden om uit te kiezen. Wil je de hersencellen van een muis laten reageren op licht? Dat is plasmide nummer 20298, gedeponeerd door Karl Deisseroth, de beroemde mede-uitvinder van optogenetica aan Stanford. Moet je elk gen in een fruitvlieg één voor één uitschakelen? Dat is nummer 64750.
Achter de CRISPR-rage zit de postkamer van AddGene, die DNA naar meer dan 250 laboratoria per dag stuurt.
Het meest bestelde DNA van alle code is om Cas9 te maken, het bewerkingseiwit dat in CRISPR wordt gebruikt. Sinds 2013 zijn de ingrediënten voor CRISPR meer dan 60.000 keer verzonden, zegt Joanne Kamens, uitvoerend directeur van AddGene. Zodra een laboratorium bacteriën heeft die het gen herbergen, kan het meer maken. Het is een hernieuwbare hulpbron.
Hsu, die momenteel zijn laboratorium in Californië aan het opzetten is, had net 10 plasmiden besteld op de dag dat ik hem sprak. Hij typte zijn naam en telefoonnummer in en drukte op kopen. AddGene maakte dergelijke uitwisselingen gemakkelijker door juridische overeenkomsten voor cookie-cutter op te zetten. Voor onderzoekscentra zoals Salk die zich aanmelden, is het bestellen van genetisch materiaal bij een andere universiteit een kwestie van één klik in plaats van een trip naar de juridische afdeling. Het ingenieuze deel was om het papierwerk uit de weg te ruimen, zegt Hsu.
Het delen van deze genetische gadgets strekt zich niet uit tot bedrijven, omdat universiteiten nog steeds hopen ze in rekening te brengen. Hsu zegt dat hij, toen hij werkte bij de start-up Editas Medicine, ook in Cambridge, de gene-editing, niet kon bestellen bij AddGene. In plaats daarvan moest hij moeizaam lange stukken DNA opnieuw maken die hij nodig had. Ik synthetiseerde DNA met VC-dollars, zegt hij.
Het idee van synthetische biologie - het mengen en matchen van biologische onderdelen om dingen te maken - heeft geleid tot veel zware ademhaling in de media. Biologische Legos, zo is ons verteld, zullen het leven veranderen in louter plug-and-play. Een bekende jaarlijkse wedstrijd voor synthetische biologie, iGEM, vraagt studenten om dingen zoals knipperende bacteriën te bouwen met behulp van gedefinieerde DNA-onderdelen die in een kit worden geleverd.
In werkelijkheid is biologie niet zo netjes als een Ikea-kit. Onderzoekers zeggen dat AddGene de feitelijke onderdelenwinkel van de biologie werd door praktische problemen op te lossen. [Het is] voor praktiserende wetenschappers, zegt Marcel Bruchez, een genetisch ingenieur aan de Carnegie Mellon University, die dit jaar DNA heeft ingediend, zodat anderen een techniek kunnen gebruiken die hij heeft ontwikkeld om cellen te laten gloeien. Ze houden van de chaos. Ze gaan over het verzamelen van wanorde.
Als AddGene geen non-profitorganisatie was, zou het een behoorlijke onderneming zijn. Vorig jaar verkocht het voor 8 miljoen dollar aan DNA-instructies en had het een overschot van 2 miljoen dollar. Kamens zegt het extra geld te zullen investeren om zijn inspanningen uit te breiden.