Το τεχνούργημα δεν είναι ούτε σέξι ούτε λεπτό, όπως σας λέει ο Mallory Warner. Ο Warner, ο οποίος εργάζεται στον κλάδο της ιατρικής και της επιστήμης στο Εθνικό Μουσείο Αμερικανικής Ιστορίας του Smithsonian, βοηθά στην εκκαθάριση ενός μεγάλου αρχείου στοιχείων που με κάποιο τρόπο έχουν αλλάξει την πορεία της επιστήμης. Παραπέμπει σε έναν αναλυτή DNA που χρησιμοποίησαν οι επιστήμονες στο Πρόγραμμα Ανθρώπινου Γονιδιώματος (η προσπάθεια ορόσημο που απέδωσε το πρώτο πλήρες σχέδιο του γενετικού υλικού ενός ανθρώπου) και μια ταινία φωτογραφίας από μια προσπάθεια δεκαετίας του 1970 για την κατασκευή ενός συνθετικού γονιδίου ινσουλίνης. Πολλά από τα τεμάχια που σχετίζονται με τη γενετική έρευνα, λέει, είναι "επιστημονικά πράγματα μεγέθους ψυγείων".
Από αυτή την ιστορία
[×] ΚΛΕΙΣΤΕ
 | American Enterprise: Μια ιστορία της επιχείρησης στην Αμερική~ Περισσότερα για αυτό το προϊόν
| ||||||
RICH: Αμερικανική επιχείρηση: μια ιστορία των επιχειρήσεων στην Αμερική
σχετικό περιεχόμενο
- Οι Σιντριβάνιες Σοκολάτας είναι ωραίες για τα Μαθήματα Φυσικής
- Το καλαμπόκι Candy δεν έχει αλλάξει από τον 19ο αιώνα
- Η ιστορία του μεξικανικού κοκ είναι πολύ πιο πολύπλοκη από ό, τι οι Hipsters θα ήθελε να παραδεχτεί
- Πώς ένα Word Five-Letter χτίστηκε μια 104-χρονών Εταιρεία
- Πώς ο τραγουδιστής κέρδισε τον πόλεμο της ραπτομηχανής
Ο προσδιοριστής γονιδίων Roche 454 GS FLX + DNA, ο οποίος παράχθηκε από το 2005 έως το 2015, είναι στην πραγματικότητα λίγο μικρότερος από ένα ψυγείο: ζυγίζει περισσότερο από 500 λίβρες, σύμφωνα με τις επίσημες προδιαγραφές προϊόντων. Η μηχανή Roche είναι επίσης μοναδική: ήταν ο πρώτος γενετικός ακολουθών επόμενης γενιάς που πρέπει να πωληθεί εμπορικά. Χρησιμοποίησε τότε μια νέα τεχνολογία γνωστή ως αλληλουχία-από-σύνθεση για να πειράξει την αλληλουχία των βάσεων που περιλαμβάνουν τον γενετικό κώδικα.
Ακόμη και ο μικρότερος οργανισμός - πολύ μικρός για να το βλέπεις με γυμνό μάτι - περιέχει εκατοντάδες γονίδια που δουλεύουν μαζί για να προσδιορίσουν τα πάντα από την εμφάνισή του στον τρόπο με τον οποίο αντιδρά σε ασθένειες. Αυτά τα γονίδια αποτελούνται από εναλλασσόμενα πρότυπα βάσεων. Με την ανάγνωση των μοτίβων - μια διαδικασία που είναι γνωστή ως αλληλουχία γονιδίων - οι επιστήμονες μπορούν να μάθουν πολλά για το πώς λειτουργεί ένας οργανισμός.
Οι αλληλουχίες επόμενης γενιάς μείωσαν δραματικά το κόστος και το χρόνο που απαιτούνται για την αλληλούχιση γονιδίων. Αν και αυτό μπορεί να φαίνεται σαν ένα εσωτεριστικό πιστοποιητικό, θεωρήστε ότι το Πρόγραμμα Ανθρώπινου Γονιδιώματος πήρε περίπου 13 χρόνια και εκτιμάται ότι $ 3 δισεκατομμύρια για την αλληλουχία ολόκληρου του ανθρώπινου γονιδιώματος, στηριζόμενοι σε μεγάλο βαθμό σε μια μέθοδο γνωστή ως αλληλούχιση του Sanger. Μια μηχανή Roche 454 επόμενης γενιάς θα μπορούσε να κάνει αυτό το έργο σε δέκα μέρες, σύμφωνα με την εταιρεία, καθιστώντας δυνατό σε μικρές ομάδες να συσσωρεύουν τεράστια ποσά γενετικών δεδομένων σε σημαντικά μικρότερο χρόνο.
Οι αλληλουχίες Roche 454 έχουν χρησιμοποιηθεί για να αποκαλύψουν τα γενετικά μυστήρια των φραουλών, των βακτηρίων και των Νεάντερταλ. έχουν παράσχει δεδομένα που βοήθησαν τους επιστήμονες να κατανοήσουν την ανθεκτικότητα στις ασθένειες στον αναπτυσσόμενο κόσμο. και, σε μια αξιοσημείωτη περίπτωση, διάγνωση ενός νεαρού αμερικανικού αγοριού, η κατάσταση του οποίου κατέρρευσε τους γιατρούς εδώ και χρόνια.
Οι αλληλουχίες Roche 454 έχουν χρησιμοποιηθεί για να αποκαλύψουν τα γενετικά μυστήρια των φραουλών, των βακτηρίων και των Νεάντερταλ. έχουν παράσχει δεδομένα που βοήθησαν τους επιστήμονες να κατανοήσουν την ανθεκτικότητα στις ασθένειες στον αναπτυσσόμενο κόσμο. και, σε μια αξιοσημείωτη περίπτωση, διάγνωση ενός νεαρού αμερικανικού αγοριού, η κατάσταση του οποίου κατέρρευσε τους γιατρούς εδώ και χρόνια.
Αλλά ένα από τα πιο ενδιαφέροντα πράγματα που έχει κάνει ο Roche 454 είναι πιθανώς να βοηθήσει στη διασφάλιση του μέλλοντος της σοκολάτας.
Περίπου 25 χρόνια πριν, πολλοί άνθρωποι ανησυχούν βαθιά για την παγκόσμια προσφορά σοκολάτας. Η σοκολάτα όπως την γνωρίζουμε - με τη γλυκιά, νόστιμη μορφή της - είναι φτιαγμένη από φασόλια κακάο, τα οποία είναι προϊόν του δέντρου κακάο Theobroma .
Ο Τ. Κακάο είναι εγγενής στην Κεντρική και Νότια Αμερική και οι άνθρωποι έχουν συλλέξει τα φασόλια του εδώ και αιώνες. Οι Ευρωπαίοι συναντήθηκαν για πρώτη φορά στο κακάο σε πρώιμα ταξίδια σε αυτό που αποκαλούσαν τον Νέο Κόσμο. Το φυσικό προϊόν των φασολιών κακάο είναι πικρό, έτσι οι Ευρωπαίοι άρχισαν να ανακατεύουν τη σοκολάτα με τη ζάχαρη και ξεκίνησε μια τρέλα που δεν έχει ακόμη ολοκληρωθεί. Η σοκολάτα είναι μια επιχείρηση πολλών δισεκατομμυρίων δολαρίων σήμερα με αυξανόμενη ζήτηση από χώρες όπως η Κίνα, η Ινδία, η Ρωσία και η Βραζιλία.
Συγκομίζοντας το κακάο στη Γκάνα, κόβονται τα λοβό και οι σπόροι και ο πολτός απορρίπτονται. (Smithsonian Archives Centre, Εθνικό Μουσείο Αμερικανικής Ιστορίας) Αλλά η αναδυόμενη ζήτηση έρχεται αντιμέτωπη με τα αρχαία προβλήματα. Για να διευρυνθεί η παραγωγή, τα κακάο μεταμοσχεύθηκαν στη Δυτική Αφρική, όπου θα μπορούσαν να αναπτυχθούν άνετα στο τροπικό κλίμα. Ωστόσο, τα κακάο χρειάζονται αρκετά χρόνια για να ωριμάσουν και δεν είναι πολύ παραγωγικά: ένα μόνο δέντρο παράγει περίπου αρκετούς λοβούς για να κάνει μια κιλό σοκολάτας κάθε χρόνο.
Ακόμα, το πιο πιεστικό πρόβλημα φαίνεται να είναι ότι αυτά τα δέντρα είναι ιδιαίτερα ευαίσθητα σε ασθένειες. Στα τέλη της δεκαετίας του '80, μια καταστροφική μάστιγα με ένα φανταστικό μύκητα μάγισσας μάγισσας-μάγισσας άρχισε να ανθίζει στα κακάο δέντρα στη βραζιλιάνικη περιοχή της Μπαχίας. Η σκούπα μάγισσας παίρνει το όνομά της από τα μικροσκοπικά σκουριασμένα σμήνη κλαδιών που σχηματίζονται σε μολυσμένα δέντρα. Μόλις μια δεκαετία, η παραγωγή σοκολάτας της Bahia μειώθηκε κατά περισσότερο από το μισό. Οι επιστήμονες και οι κατασκευαστές καραμελών αποτρόπαιυσαν ότι η μάγισσα ή το παγωμένο βούτυρο, ένας άλλος καταστροφικός μύκητας που μολύνει τα κακάο, θα φτάσει στα αγροκτήματα στις χώρες της Γκάνα της Δυτικής Αφρικής, στην Ακτή του Ελεφαντοστού και στη Νιγηρία, που φιλοξενεί πολλούς κορυφαίους εξαγωγείς κακάο στον κόσμο .
"Το πρόβλημά μας ήταν ότι έπρεπε να μπορούμε να καλλιεργούμε δέντρα ανθεκτικά στη σκούπα παγωτού και μάγισσας πριν αυτά οι ασθένειες καταλήξουν στη Δυτική Αφρική", λέει ο David Kuhn, ερευνητικός μοριακός βιολόγος για το USDA στο Μαϊάμι. "Επειδή εάν [αυτό] συμβεί, το καραμέλα σας θα είναι $ 35."
Εάν ένα μπαρ καραμελών αξίας 35 δολαρίων δεν φαίνεται να είναι μια καταστροφή, θεωρήστε ότι περίπου 6, 5 εκατομμύρια αγρότες εξαρτώνται από τη σοκολάτα για τα μέσα διαβίωσής τους και μια απότομη αλλαγή στην αγορά θα μπορούσε να έχει καταστροφικές συνέπειες.
Οι επιστήμονες στο Μαϊάμι έβλεπαν την αναπαραγωγή δένδρων ανθεκτικών σε ασθένειες, αλλά ήταν αργή. Ο κ. Kuhn εξηγεί ότι "η αναπαραγωγή δέντρων από τη φύση της είναι μια πολύ αργή διαδικασία. Πρέπει να κάνεις ένα σταυρό, να επικονιάσεις τα δέντρα, να πάρεις τα λοβό, να πάρεις τους σπόρους, να τα φυτεύεις και μετά περιμένεις τρία έως πέντε χρόνια για να ανθίσουν τα δέντρα και μετά θα τα αξιολογήσεις ». με άλλα λόγια, χρειάζονται τρία έως πέντε χρόνια για να μπορέσουν οι επιστήμονες να καταλάβουν εάν μια συγκεκριμένη καλλιέργεια δένδρων έχει εκτραφεί με επιτυχία για να παράγει φασόλια ανθεκτικά στην ασθένεια.
Ο Howard Shapiro της εταιρείας Mars συγκέντρωσε και κατεύθυνε μια παγκόσμια ομάδα επιστημόνων για την αλληλουχία του γονιδιώματος του κακάο. (Smithsonian Archives Centre, Εθνικό Μουσείο Αμερικανικής Ιστορίας) Το 2008, εμπνευσμένο από την άνοδο της τεχνολογίας αλληλουχίας, η εταιρεία καραμέλα Mars, Inc., υπό την καθοδήγηση του Howard Shapiro, συμφώνησε να συνεισφέρει 10 εκατομμύρια δολάρια για τη χρηματοδότηση ενός πολυεθνικού σχεδίου για την αλληλούχιση ολόκληρου του γονιδιώματος του Τ. Cacao . Ένα πλήρες αντίγραφο θα μπορούσε να επιταχύνει τη διαδικασία αναπαραγωγής επιτρέποντας στους επιστήμονες και τους κτηνοτρόφους να εντοπίζουν ταχύτερα ποια συγκεκριμένα γονίδια προστατεύουν από ασθένειες. Επειδή το δέντρο είναι τροπικό, μια πολυεθνική κοινοπραξία εξελίχθηκε για να εργαστεί στο έργο γονιδιώματος κακάο. Μια ομάδα στην Κόστα Ρίκα δειγματοληπτεί ένα τοπικό δέντρο κακάο Τ . Το εργαστήριο του Kuhn στο Μαϊάμι βοήθησε στην απόσπαση του γενετικού υλικού του φυτού και έστειλε αυτό το υλικό στα εργαστήρια όπου το γενετικό υλικό υποβλήθηκε σε επεξεργασία και αλληλουχία.
Το T. cacao ήταν το "πρώτο μεγάλο φυτό που είχαμε κάνει ποτέ", λέει ο Keithanne Mockaitis, πρώην διευθυντής αλληλουχίας στο Πανεπιστήμιο της Ιντιάνα. Έχει συνεργαστεί με τους Roche 454 και άλλους ακολουθούς επόμενης γενιάς για μερικά χρόνια, αλλά το μέγεθος και η λεπτομέρεια του έργου του T. cacao το κατέστησαν ένα από τα πιο φιλόδοξα έργα τους ακόμα.
Λέει ότι ο Άρης βοήθησε με την εισαγωγή επιστημόνων, κτηνοτρόφων και αγροτών από όλο τον κόσμο ο ένας στον άλλο. «Θα είχαμε συνέδρια και μερικές φορές θα προσκαλούσαμε τους αφρικανούς κτηνοτρόφους κακάο και αυτό ήταν θαυμάσιο γιατί ήμουν σε θέση να τα γνωρίσω και να καταλάβω τι ξέρουν», λέει ο Mockaitis.
Οι επαφές με τους αγρότες ήταν ανεκτίμητες, εν μέρει επειδή τα δεδομένα του σχεδίου θα ήταν ανοικτά. Αυτό σημαίνει ότι τα ευρήματα των επιστημόνων θα διατίθενται δωρεάν σε έναν ιστότοπο σε όποιον ήθελε να έχει πρόσβαση σε αυτά.
Ο πρώτος δημόσιος ιστότοπος αυξήθηκε το 2010, με πλήρη σειρά αποτελεσμάτων. Για άλλα τρία χρόνια, η ομάδα εργάστηκε για την προσθήκη δεδομένων και τη δημιουργία ενός πληρέστερου γονιδιώματος και κυκλοφόρησαν ένα έγγραφο το 2013. Αν και οι προκλήσεις παραμένουν για τη σοκολάτα, ο Mockaitis λέει ότι το γονιδίωμα είναι ένα θετικό πρώτο βήμα.
Πριν από έξι χρόνια, ο Peter Liebhold, πρόεδρος του τμήματος εργασίας του μουσείου στο μουσείο, αντιμετώπισε το έργο του γονιδιώματος του κακάο, ενώ ερεύνησε πιθανά αντικείμενα για μια μεγάλη έκθεση για την ιστορία των αμερικανικών επιχειρήσεων. Ελήφθη το έργο ανοιχτού κώδικα, διότι αντιπροσώπευε μια καινοτόμο και επιτυχημένη προσέγγιση στη διαδικασία έρευνας και ανάπτυξης.
«Στον προβληματισμό για την Ε & Α, θέλαμε να πούμε ότι ήταν σημαντικό και επιτυχημένο με πολύ διαφορετικούς τρόπους», λέει ο Liebhold. Επέτρεψε την ιδέα να αποκτήσει τον sequencer Roche 454 του Πανεπιστημίου της Indiana, το οποίο θα μπορούσε να πιστωθεί με τη βοήθεια της αποθηκευμένης σοκολάτας.
Αν και το μηχάνημα ξεθωριάστηκε από τη χρήση και είχε αντικατασταθεί από νεώτερη τεχνολογία - είχε προγραμματιστεί να διακοπεί από τον κατασκευαστή το 2015 - ζητώντας έναν πλήρη προσδιορισμό αλληλουχίας γονιδίων ήταν τολμηρή. Κατά τη διάρκεια της ακμής τους, οι sequencers κοστίζουν γύρω στα $ 700, 000 (τώρα που η γραμμή προϊόντων σβήνει, μπορείτε να αγοράσετε ένα στο eBay για πολύ λιγότερο). "Η χαρά της δουλειάς στο Smithsonian είναι ότι μπορείτε να κάνετε παράλογα αιτήματα ανθρώπων", λέει ο Liebhold.
Η Mockhaitis, μια ντόπια Βιρτζίνια που αναφέρει τα εφηβικά της ταξίδια στο Smithsonian ως ένας από τους λόγους για τους οποίους έγινε επιστήμονας, ήταν ενθουσιασμένος που άκουσε το αίτημα. Η Roche συμφώνησε να πληρώσει για το Πανεπιστήμιο της Ιντιάνα να δωρίσει τη μηχανή, να το στείλει και να το εξυπηρετήσει. Η μοκίτιδα είχε μεταφερθεί σε ένα νέο εργαστήριο, αλλά συμπλήρωσε τη δωρεά με δοκιμαστικούς σωλήνες και δοκιμαστικές πλάκες από το εργαστήριό της.
Ένα από τα πιάτα που δόθηκε από τον Mockaitis - ονομάζεται πινακίδα δοκιμής πιάτων - εμφανίζεται στην έκθεση, μαζί με μια φωτογραφία των αγροτών κακάο και ένα αντίγραφο ενός κακάο pod. Σε μια φωτογραφία, ο sequencer αναβοσβήνει σε ένα σκοτεινό υπόβαθρο, με τις τακτικές του επιφάνειες να εμφανίζονται να βουίζουν με λειτουργία. Πάνω από τη φωτογραφία είναι ένα μακρύ, αμβλύ μαχαίρι που ένας κακάο καλλιεργητής μπορεί να χρησιμοποιήσει σε μια συγκομιδή. Το χάσμα μεταξύ των δύο συνόλων εργαλείων είναι τεράστιο, αλλά, όπως επιχειρεί να επιδείξει η έκθεση, το κενό μπορεί να γεφυρωθεί.
"Αυτή η ιστορία είναι ιδιαίτερα ωραία επειδή είναι μια τόσο παγκόσμια ιστορία", λέει ο Warner. «Έχουμε επιστήμονες σε όλη τη Βόρεια Αμερική και η εργασία θα ωφελήσει τους αγρότες σε άλλα μέρη του κόσμου».
Όσο για τον ίδιο τον sequencer, αυτή τη στιγμή ζει σε ένα κουτί στο χώρο αποθήκευσης του μουσείου. Ήταν πολύ μεγάλη για την έκθεση, λέει ο Warner, αλλά θα το δείξει σε όποιον ζητά, συμπεριλαμβανομένου-πρόσφατα- σε μια επίσκεψη στη διοίκηση της Roche. Η τεχνολογία, Liebhold παραδέχεται, είναι "δεν είναι πλέον η αιχμή". Ο sequencer ήταν κρίσιμος για την ιστορία, αλλά έχει ήδη εισέλθει στην ιστορία.
Η νέα μόνιμη έκθεση «American Enterprise» άνοιξε την 1η Ιουλίου στο Εθνικό Μουσείο Αμερικανικής Ιστορίας του Smithsonian στην Ουάσινγκτον και παρακολουθεί την ανάπτυξη των Ηνωμένων Πολιτειών από ένα μικρό εξαρτημένο αγροτικό έθνος σε μία από τις μεγαλύτερες οικονομίες του κόσμου.
