Antony Evans, antreprenorul cu sediul în San Francisco, a venit cu o idee radicală pentru reducerea consumului de energie: „Ce se întâmplă dacă folosim copaci pentru a ne lumina străzile în locul lămpilor electrice?”
Evans și colegii săi, biologii Omri Amirav-Drory și Kyle Taylor, vor să creeze plante care să strălucească literalmente. Evans a fost inspirat de organisme, plante sau animale transgenice cu gene de alte specii în propriul ADN, care au fost folosite pentru a satisface multe nevoi umane. O genă din bacteriile Bacillus thuringiensis este introdusă de obicei în porumb și bumbac, de exemplu, pentru a face culturile rezistente la insecte. Într-o metodă numită „pharming”, oamenii de știință au inserat gene umane în plante și animale, astfel încât aceste gazde să poată produce proteine pentru produse farmaceutice. Alții au adăugat o genă din jeleul de cristal responsabil pentru crearea de proteine fluorescente verzi la animale, cum ar fi pisicile și porcii; în acest fel, ei pot determina dacă o boală a fost transmisă de la o generație la alta, doar văzând dacă urmașul strălucește în întuneric.
În această primăvară, echipa lui Evans a postat un videoclip la Kickstarter, explicând modul în care intenționează să insereze genele din bacteriile bioluminescente într-o specie de floră ca prim pas spre crearea de arbori strălucitori. Pentru a alimenta imaginațiile telespectatorilor, videoclipul a inclus o imagine cu Pandora, scenă luminoasă, de la mijlocul secolului 22, din filmul Avatar . Într-o campanie de succes cu 46 de zile, grupul a strâns aproape 500.000 USD pentru a finanța efortul. Am vorbit cu Evans despre proiectul său.
Oamenii de știință au conceput genetic prima primă plantă strălucitoare în anii 1980, o plantă de tutun cu o genă licurici introdusă în ea. Istoric, care a fost scopul de a face acest lucru?
Cred că prima dată a fost doar un proiect demonstrativ. Dar oamenii de știință au folosit-o de atunci pentru a studia lucruri precum creșterea rădăcinilor. Ei o folosesc cu adevărat în scopuri de cercetare de bază.
În mod tradițional, ceea ce au făcut este să introducă gena pentru luciferaza [o enzimă dintr-un organism luminiscent] împreună cu un promotor [o regiune la începutul unei gene care spune unei celule să înceapă transcrierea, primul pas pentru producerea unei proteine] apoi adăugați luciferina [o substanță chimică care produce lumină atunci când este oxidată] manual. Au avut chiar aceste plante strălucitoare în stația spațială internațională, deci este o tehnică destul de bine pusă la punct.
Pentru proiectul tău de plante strălucitoare, ai ales să folosești o specie cu flori numită Arabidopsis thaliana . De ce această plantă?
Am ales această plantă pentru că a fost extrem de bine studiată de comunitatea academică. Este musca fructelor din biologia plantelor. Motivul pentru care a fost studiat atât de mult este că are cel mai scurt genom din orice plantă [înfloritoare].
Ce genă adăugați pentru a crea strălucirea?
Folosim gene de la Vibrio fischeri . Este vorba de bacterii marine.
Cum se face asta? Puteți să mă duceți prin procesul de creare a unei plante strălucitoare?
Începem cu un software numit Genome Compiler. Genome Compiler ne permite să căutăm secvențe de gene și apoi să modificăm secvențele de gene într-o interfață grafică de utilizator. Folosim acest software pentru a căuta genele fischeri Vibrio și apoi facem ceva numit cod și optimizare, care, în principiu, ajustează secvențele astfel încât acestea să lucreze în plante, în loc de bacterii. Sintetizăm apoi ADN-ul. Există un buton „print” și „imprimăm” acel ADN. Asta trimite fișierul către o companie, care face ADN-ul pentru noi. Au FedEx asta înapoi la noi, și apoi facem două lucruri.
În primul rând, introducem ADN-ul în unele bacterii numite agrobacterium. Această bacterie este foarte inteligentă, și-a dat seama cum să facă inginerie genetică de unul singur. [Bacteria] introduce ADN-ul în gametele feminine ale plantei. Putem crește semințele care provin din acele flori și vom avea ADN-ul pe care l-am proiectat pe computer în plantă. Al doilea lucru pe care îl facem este să folosim un pistol genic, care este un echipament care trage ADN-ul cu viteză mare în celulele plantei. Unele dintre aceste celule vor absorbi ADN-ul și vor începe să-l exprime.
Îți faci sfârșitul lucrării la BioCurious, un laborator bio comunitar din Sunnyville, California, în Silicon Valley. Dar cum este DIY-ul? Este ceva ce poate gestiona un tinkerer de garaj?
Ca parte a campaniei Kickstarter, avem un kit, pe care îl puteți folosi pentru a face una dintre aceste plante. Partea grea este proiectarea secvențelor, dar odată ce cineva le-a dat seama, puteți urma rețeta.
Cu totul spus, ai avut 8.433 de sponsori Kickstarter în valoare de 484.013 USD. Te-a surprins această reacție?
Am vizat 65.000 de dolari, așa că este minunat că am obținut atât de multe. Cu Kickstarter, nu știi niciodată. Știam că avem ceva interesant, pentru că toată lumea voia să vorbească despre asta. Dar, nu știam că va ajunge la asta.
Cât de realist este să ne gândim că într-o zi am putea avea străzi strălucitori în straturi întunecate, în loc de faruri?
Credem că ar trebui să fie viabil, dar este cu siguranță un obiectiv pe termen lung. Marea provocare a copacilor este că copacii necesită mult timp pentru a crește. Efectuarea de experimente pe copaci și testarea diferiților promotori va dura mult timp. Chiar avem nevoie de una dintre câteva tehnologii diferite pentru a ieși la iveală. Una ar fi o tehnologie de simulare mai bună, astfel încât să putem simula secvențele de gene pe un computer. Două ar fi o imprimantă bio sau ceva similar, astfel încât am putea tipări o frunză și testa realist secvențele de pe frunză [în loc să trebuiască să așteptăm să crească un copac întreg]. Sau, al treilea ar fi un fel de a face terapia genică pe copaci și de a le regla in situ și de a folosi asta pentru a-și schimba ADN-ul. Avem nevoie de unele evoluții într-unul dintre aceștia înainte de a putea să ne ocupăm cu adevărat de arbori mari.
În calculele preliminare, vă dați seama că un copac strălucitor care acoperă aproximativ 1.000 de metri pătrați ar arunca la fel de multă lumină ca un far.
Va fi un tip de efect de iluminare foarte diferit. Dacă vă gândiți la felul în care ziua este aprinsă, lumina vine de pe întregul cer; nu vine doar dintr-un punct, în timp ce becurile provin dintr-un punct. Iluminatul nostru va fi mult mai difuz și credem că este mult mai frumos.
Care sunt obiectivele dvs. stabilite acum?
Ne concentrăm pe executarea lucrurilor pe care le-am promis sponsorilor noștri Kickstarter. Deci, facem lucrările, punem în aplicare laboratorul, comandând ADN-ul și începem să transformăm plantele [ Arabidopsis ].
Dumneavoastră și colegii dvs. v-ați promis să trimiteți fiecărui susținător, cu un anumit nivel de donație, o plantă strălucitoare. La ce se pot aștepta oamenii? Cât de puternică va fi lumina și cât va dura?
Lumina va fi aprinsă noaptea, atâta timp cât planta este în viață, dar nu va fi foarte luminoasă. Ne propunem ceva de genul vopselei strălucitoare. Trebuie să fii într-o cameră întunecată și atunci poți vedea că strălucește. De acolo, vom lucra la optimizarea și stimularea puterii de lumină.
În videoclipul campaniei, spuneți, „planta strălucitoare este un simbol al viitorului.” Cum vi se pare viitorul acesta?
Viitorul la care ne referim este un viitor biologic sintetic. Credem că acest tip de tehnologie se va democratiza; acesta va fi accesibil pentru mulți oameni. Aș dori să văd un viitor în care adolescenții și amatorii să lucreze genetic în acasă sau în laboratoare bio de bricolaj. Vrem să reprezentăm acel viitor, să le spunem oamenilor că vine și să începem o discuție în jurul acestei tehnologii - ce înseamnă și ce înseamnă pentru noi.
Această tehnologie este rapid adoptată. Va fi foarte transformațional și cred că este timpul ca oamenii să conștientizeze acest lucru și potențialul acesteia, să se intereseze. Vor exista câteva oportunități fantastice în el, așa că dacă oamenii se uită la proiect și cred că „mi-ar plăcea să fac asta”, cred că răspunsul este „Puteți”. Mergeți pur și simplu la laboratorul local de bio DIY și începeți jucând în jur, începe să înveți.
Există alte organisme transgenice care sunt promițătoare?
Există tone de oameni care lucrează la chestii, tone și tone și tone. Dacă vă uitați la proiectele fundației iGEM [International Genetically Engineered Machine], puteți vedea unele dintre lărgimea și diversitatea lucrurilor care se fac. Mătase de păianjen este rece. Cred că băieții care lucrează la noi versiuni de carne sunt misto. Există câteva lucruri interesante cu alge în laboratorul bio din South Bay [San Francisco], BioCurious. Ingineria algelor, astfel încât să o putem folosi pentru producția de energie - cred că trebuie lucrat mult pe asta, dar este foarte promițător.
Există proiecte care vă îngrijorează?
Nu deocamdată. Dar, cred că unele lucruri înfricoșătoare se vor întâmpla în cele din urmă.
Unii oameni și-au exprimat îngrijorarea cu distribuirea plantelor strălucitoare și eliberarea plantelor sintetice în sălbăticie. Ce ai de spus celor care se tem de acest lucru?
Oamenii au fabrici de inginerie genetică de mai multe decenii acum. Urmărim doar urmele tuturor celorlalte plante care au fost deja lansate în ultimii 20 de ani. Nu credem că facem ceva radical diferit. Ceea ce diferă de acest proiect este modul în care a fost finanțat și că activitatea se desfășoară într-un laborator de bricolaj, mai degrabă decât într-o instituție de cercetare profesională.
