Μέχρι το 1982, όποιος χρησιμοποίησε ινσουλίνη για να διαχειριστεί τον διαβήτη, το πήρε από αυτό που θεωρούσαμε ως μια ασυνήθιστη πηγή: οι παγκρέατες των αγελάδων και των χοίρων, που συλλέχθηκαν από σφαγεία και μεταφέρθηκαν μαζικά σε φαρμακευτικές μονάδες επεξεργασίας. Ωστόσο, υπήρχαν προβλήματα με τη λήψη ολόκληρης της ινσουλίνης μας - οι διακυμάνσεις στην αγορά κρέατος επηρέασαν την τιμή του φαρμάκου και οι προβλεπόμενες αυξήσεις στον αριθμό των διαβητικών ανθρώπων έκαναν τους επιστήμονες να ανησυχούν ότι οι ελλείψεις στην παροχή ινσουλίνης θα μπορούσαν να χτυπήσουν μέσα στις επόμενες δεκαετίες.
Όλα αυτά άλλαξαν με την εισαγωγή της Humulin, της πρώτης συνθετικής ανθρώπινης ινσουλίνης. Αλλά το φάρμακο ήταν ορόσημο και για έναν άλλο λόγο: Ήταν το πρώτο εμπορικό προϊόν που βγήκε από τη γενετική μηχανική, που συντέθηκε από βακτήρια που είχαν τροποποιηθεί ώστε να περιλάβουν το γονίδιο για την παραγωγή ανθρώπινης ινσουλίνης.
Πέρυσι, το Αμερικανικό Μουσείο Ιστορίας απέκτησε μια χούφτα βασικών στοιχείων που χρησιμοποιήθηκαν για τη δημιουργία του Humulin από την Genentech, την εταιρεία του Σαν Φρανσίσκο που ήταν υπεύθυνη για την ανάπτυξή της, και τα έθεσε σε επαφή με την περασμένη εβδομάδα σε μια έκθεση με τίτλο "The Birth of Biotech" κοιτάξτε την αυγή της εποχής της γενετικής μηχανικής.
Εξοπλισμός ηλεκτροφόρησης που χρησιμοποιείται στην πρόωρη γενετική έρευνα στο Genentech (Εθνικό Μουσείο Αμερικανικής Ιστορίας) Το έργο του Genentech ξεκίνησε με μια ανακάλυψη που έγινε στη δεκαετία του 1970 από ένα ζευγάρι επιστημόνων του Bay Area, τον Herbert Boyer του UC San Francisco και τον Stanley Cohen του Stanford: Γονίδια από πολυκυτταρικούς οργανισμούς, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, θα μπορούσαν να εμφυτευτούν σε βακτήρια και να λειτουργούν κανονικά. Σύντομα, συνεργάστηκαν με τον επιχειρηματία Robert Swanson για να σχηματίσουν την εταιρεία, με την ελπίδα να χρησιμοποιήσει τη γενετική μηχανική για να δημιουργήσει ένα εμπορικά βιώσιμο προϊόν.
Αρχικά, αποφάσισαν ότι η ινσουλίνη ήταν μια λογική επιλογή. "Ήταν βολικό. Ήταν μια εύκολη πρωτεΐνη για να χειριστεί, και ήταν προφανώς κάτι που πολλοί άνθρωποι χρειάζονται », λέει η Diane Wendt, ένας επιμελητής Smithsonian που εργάστηκε στην οθόνη.
Ένα από τα πρώτα τους επιτεύγματα ήταν η δημιουργία συνθετικά του γονιδίου της ανθρώπινης ινσουλίνης στο εργαστήριο, ένα ενιαίο γενετικό ζεύγος βάσεων κάθε φορά. Για να ελέγξουν την ακρίβεια της αλληλουχίας τους, χρησιμοποίησαν μια τεχνική που ονομάζεται ηλεκτροφόρηση πηκτής, στην οποία η ηλεκτρική ενέργεια αναγκάζει το DNA μέσω πηκτής. Επειδή τα μεγαλύτερα κομμάτια του DNA μεταναστεύουν πιο αργά από τα μικρότερα κομμάτια, η διαδικασία φιλτράρει αποτελεσματικά το γενετικό υλικό κατά μέγεθος, επιτρέποντας στους ερευνητές να επιλέξουν τα κομμάτια που θέλουν, ένα από τα βασικά βήματα στις πρώιμες μεθόδους γενετικής ακολουθίας.
Η ηλεκτροφόρηση εξακολουθεί να χρησιμοποιείται ευρέως, αλλά ο εξοπλισμός που δωρίζει το Genentech είναι σίγουρα πιο αυτοσχέδιος από ό, τι οι τυπικές ρυθμίσεις που παρατηρούνται σήμερα στα εργαστήρια. "Μπορείτε να δείτε ότι είναι χειροποίητο", λέει ο Mallory Warner, ο οποίος επίσης εργάστηκε στην οθόνη. "Χρησιμοποίησαν γυάλινες πλάκες και κλιπ για συνδετήρες, επειδή εργάζονταν πολύ γρήγορα όλη την ώρα και ήθελαν κάτι που θα μπορούσαν να χωριστούν και να καθαριστούν εύκολα".
Ένα μικροσχηματισμό χρησιμοποιείται για τη βιοτεχνία μικρών, έθιμων γυάλινων οργάνων, που έγιναν κάπου γύρω στο 1970 (Εθνικό Μουσείο Αμερικανικής Ιστορίας) Για να χειριστούν το DNA και άλλα μικροσκοπικά μόρια, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν διάφορα μικροσκοπικά γυάλινα όργανα. Έκαναν πολλά από αυτά τα εργαλεία με μια συσκευή που ονομάζεται microforge - ουσιαστικά, ένα κατάστημα εργαλείων σε ακραία μικρογραφία, εξοπλισμένο με το δικό του μικροσκόπιο, έτσι ώστε οι κατασκευαστές να δουν τι κάνουν.
Ένα δοχείο για το Eco R1, ένα ένζυμο που χρησιμοποιείται στη γενετική έρευνα στο Genentech λίγο μετά την ανάπτυξη του Humulin (Εθνικό Μουσείο Αμερικανικής Ιστορίας) Μετά τη σύνθεση ενός γονιδίου για την ινσουλίνη, οι επιστήμονες έπρεπε να αφομοιωθούν σε ένα DNA του βακτηριδίου έτσι ώστε ο οργανισμός να παράγει μόνος του την ινσουλίνη. Χρησιμοποίησαν μια ποικιλία ενζύμων για να το κάνουν, συμπεριλαμβανομένου του Eco R1, ενός χημικού που κόβει το DNA σε μια ακριβή τοποθεσία, με βάση τα ζεύγη των βασικών βάσεων. Οι ερευνητές εξήγαγαν μικρά μόρια ϋΝΑ που ονομάζονταν πλασμίδια από το βακτήριο, τα διέκοψαν με αυτά τα ένζυμα και στη συνέχεια χρησιμοποίησαν άλλα ένζυμα για τη ραφή του γονιδίου συνθετικής ινσουλίνης στη θέση του. Το νέο υβριδικό πλασμίδιο θα μπορούσε στη συνέχεια να εισαχθεί σε ζωντανά βακτηρίδια.
Μια δεξαμενή ζύμωσης που χρησιμοποιείται για την καλλιέργεια γενετικώς τροποποιημένων βακτηρίων (Εθνικό Μουσείο Αμερικανικής Ιστορίας) Αφού οι επιστήμονες της Genentech με επιτυχία δημιούργησαν βακτήρια με αντίγραφα του γονιδίου της ινσουλίνης, επιβεβαίωσαν ότι τα μικρόβια θα μπορούσαν να παράγουν ανθρώπινη ινσουλίνη σε επαρκείς ποσότητες σε μια δεξαμενή ζύμωσης όπως αυτή. Στη συνέχεια, τα γενετικά τροποποιημένα βακτήρια μεταφέρθηκαν σε ερευνητές της Eli Lilly, οι οποίοι άρχισαν να τις παράγουν σε εμπορικές ποσότητες προς πώληση. Voila: συνθετική ανθρώπινη ινσουλίνη.
Ένα πρωτότυπο γενετικό όπλο, που αναπτύχθηκε από τους John Sanford, Ed Wolf και Nelson Allen στο Πανεπιστήμιο Cornell (Πανεπιστήμιο Cornell) Φυσικά, η κατάσταση της βιοτεχνολογίας συνέχισε να εξελίσσεται τα χρόνια που ακολούθησε η Humulin, και το μουσείο έχει συλλέξει αξιοσημείωτα αντικείμενα και από εκείνη την εποχή. Το ένα είναι ένα πρωτότυπο ενός πυροβόλο γονιδίου, που αναπτύχθηκε από επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο Cornell στα μέσα της δεκαετίας του '80.
Η συσκευή διευκολύνει τους επιστήμονες να εισάγουν ξένα γονίδια σε φυτικά κύτταρα, καλύπτοντας μικροσκοπικά μεταλλικά σωματίδια στο DNA και πυροδοτώντας τα σε φυτικά κύτταρα, αναγκάζοντας ένα μικρό ποσοστό των γενετικών υλικών να διεισδύσουν στους πυρήνες των κυττάρων και να εισέλθουν στα γονιδιώματα τους. Το αρχικό πρωτότυπο του πυροβόλου γονιδίου χρησιμοποίησε ένα τροποποιημένο πιστόλι αέρα ως μηχανισμό πυροδότησης και η τεχνική αποδείχθηκε επιτυχής όταν τροποποίησε τα κρεμμύδια που επιλέχθηκαν για το σχετικά μεγάλο μέγεθος τους.
Το πρώτο μηχάνημα θερμικής επεξεργασίας, που κατασκευάστηκε από επιστήμονες της Cetus Corporation (Cetus Corporation) Μια άλλη μεταγενέστερη καινοτομία προκάλεσε σοβαρή: η αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης ή η PCR, μια χημική αντίδραση που αναπτύχθηκε το 1983 από τον βιοχημικό Kary Mullis, που επέτρεψε στους επιστήμονες να πολλαπλασιάσουν αυτομάτως ένα δείγμα DNA σε μεγαλύτερες ποσότητες με σημαντικά λιγότερη χειρωνακτική εργασία. Η πρώτη πρωτότυπη PCR μηχανή ή θερμικός ανακυκλωτής βασίστηκε στη γνώση των ερευνητών σχετικά με το πώς τα ένζυμα όπως η ϋΝΑ πολυμεράση (η οποία συνθέτει ϋΝΑ από τα μικρότερα δομικά στοιχεία) λειτουργούσαν σε διάφορες θερμοκρασίες. Βασίστηκε σε κύκλους θέρμανσης και ψύξης για την ταχεία παραγωγή μεγάλων ποσοτήτων DNA από ένα μικρό δείγμα.
Το "Birth of Biotech" εκτίθεται στο ισόγειο του Αμερικανικού Μουσείου Ιστορίας μέχρι τον Απρίλιο του 2014.
