211service.com
Gör bioteknik i mitt sovrum
I ett extra sovrum i hans familjs hus i County Cork, Irland, upprepar Cathal Garvey de bedrifter som ledde till bioteknikålderns gryning. Han odlar bakterier. Han lägger till DNA. Han ser vad som händer.
Att omvandla bakterier var en gång en stor affär, en ny metod, förklarar han. Idag kan du göra det med Epsom-salt och ett receptfritt märke av laxermedel.
Garvey, som är 26, hoppade av ett doktorandprogram vid ett stort cancerlabb för två år sedan. Istället för att ge upp vetenskapen började han göra det på egen hand och spenderade 4 000 dollar för att utrusta ett laboratorium i sina föräldrars hus. Som medlem i gör-det-själv-biologirörelsen hämtar Garvey inspiration från hobbydatorernas tidiga dagar, när garagepysslare skapade företag som Apple och resten av PC-industrin. Tanken nu är att vem som helst – inte bara akademiska labb med stor budget eller stora företag – ska kunna utöva bioteknik.
Garvey arbetade fortfarande på sin doktorsexamen när han försökte sitt första experiment hemma: att isolera ljusblåa självlysande bakterier från bläckfisk som han köpte från en fiskhandlare i Cork. Det var ett nybörjarexperiment, men han säger att han omedelbart insåg att han hade ett val att göra: Skulle jag avsluta och få några bokstäver efter mitt namn, eller ta tag i dagen och göra något som behövde göras?
Hans mål, säger han, är att visa att biologi kan göras på ett sätt med öppen källkod och med en knapp budget. Istället för bägare använder han återvunna burkar. En sterilisator riggas från en tryckkokare och en värmeplatta. För att mata sina bakterier kokar han potatis till en stärkelsehaltig blandning. På ett universitet är man tränad att tycka att det här är allt för dyrt och svårt att göra på egen hand, säger han.
Gör-det-själv-biologi är en del av en bredare designtrend som ibland kallas tillverkarkultur: människor använder 3-D-utskriftstjänster eller billiga, anpassade elektroniska kretsar för att utveckla prototyper av prylar, produkter eller fordon. Nu som amatörer kan sätta raketer i rymden , vad kan hindra dem från att genetiskt modifiera livsformer i köket?
Flera gör-det-själv-biologer har börjat tillverka billig utrustning så att fler kan delta. CoFactor, ett företag i Kalifornien, säljer nu en DNA-kopieringsmaskin för $599 som heter OpenPCR . Och via Shapeways, ett 3D-utskriftsföretag, säljer Garvey en plastprovrörshållare som han designat. När den är fäst vid en borrkrona hemma, blir biten på $50 en snabbsnurrande centrifug . Nära San Francisco finns det nu ett 2 400 kvadratmeter stort laboratorium som heter BioCurious , där gemenskapsmedlemmar kan testa deras molekylära biologifärdigheter.
George Church, professor i genetik vid Harvard Medical School, hjälpte till att banbryta DIY-rörelsen inom biologi . En anledning till att han tror att trenden inte kan avfärdas är att kostnaden för både syntetisering och avkodning av DNA-molekyler nu sjunker fem gånger snabbare än kostnaden för datorkraft. Det gör det väldigt intressant att titta på, säger han.
Vissa blivande garagebiologer har stött på hinder. Efter att ha träffats för öl på en pub i september, en DIY-bio grupp i Seattle bestämde sig för att lägga ner eftersom det saknade tydliga mål. Andra lokala grupper – utan labbutrymme eller pengar – har gått ett liknande öde till mötes.
Hackade tillsammans: Ett hemmabyggt termiskt cykelinstrument tillverkat av Cathal Garvey från en kaffeburk och värmepistol kostade mindre än $80. Det används för att kopiera DNA-molekyler. Många kommersiella versioner kostar mer än $1 000.
Alla är inte heller lika imponerade av rörelsen som kyrkan är. Jag skulle vara lite skeptisk till vad som är slutpunkten med allt detta, säger Declan Soden, biologen från Cork Cancer Research Center vars labb Garvey en gång studerade i. Om du försöker utveckla en behandling för cancer med hjälp av molekylärbiologi, hur mycket tid och ansträngning och resurser är ganska betydande, och de regulatoriska begränsningarna är mycket snävare, säger Soden, vars labb har en årlig budget på 3 miljoner dollar. Jag tror att det gör det utanför ligan av gör-det-själv-hobbyister.
Ett annat bekymmer är att hobbyister kommer att spola ner bakterier i hushållens diskbänkar eller till och med skapa farliga bakterier. Soden säger att Garvey var en mycket, mycket duktig student som var för otålig för att arbeta i ett stort akademiskt laboratorium. Min oro är att det du gör är att förändra bakterier, och det kan utgöra en risk för allmänheten, säger han.
Trots det tror vissa futurister att medborgarbiologin en dag skulle kunna konkurrera med industriell bioteknik, precis som öppen källkod utmanar kommersiella produkter. 2007, Freeman Dyson förutspått att ledarskapet inom bioteknik så småningom skulle flyttas bort från stora företag som Monsanto till kökslaboratorier, och bli små och domesticerade snarare än stora och centraliserade.
Ett företag som ser DIY-trenden som en affärsmöjlighet är Autodesk. Mjukvarutillverkaren, som säljer kraftfulla designprogram för ingenjörer och arkitekter, har nyligen börjat sponsra gentekniktävlingar på college och utvecklar mjukvara för att hjälpa biologer i deras mål att koppla om bakteriernas gener så att de kommer att göra bränsle eller läkemedel. Våra nuvarande generationer förväntar sig att göra skillnad i världen, och de förväntar sig att den materiella världen ska svara på dem, säger Jeff Kowalski, Autodesks tekniska chef. Biologi kommer att vara en del av det. Även om jag håller med om att vetenskapen inte är helt tillgänglig för människor, ser vi att den kommersifieras snabbt.
Efter att ha betalat en licensavgift på 325 USD vann Garvey godkännande i juli förra året från Irlands Environmental Protection Agency för att skapa genetiskt modifierade mikrober i sin mammas hem. Hans klass 1 labbbetyg låter honom arbeta endast med bakterier som utgör en försumbar risk för allmänheten eller miljön.
Garveys nuvarande mål är att utveckla ett lämpligt system för amatörbiologer som vill genetiskt modifiera bakterier. Bakterien E coli , vanligt i universitetslaboratorier, är inte så lätt att arbeta med. Den luktar, äter dyr media och har ett dåligt rykte i allmänheten som orsak till giftiga maginfektioner. Istället försöker Garvey etablera en vanlig jordbakterie, Bacillus subtilis , som en öppen källkodsstandard. B. subtilis har ett blankt rykte, säger han.
Med hjälp av sin dator designade Garvey en cirkulär ring med 3 200 DNA-bokstäver, som han betalade ett kontraktslabb i Texas $ 1 300 för att syntetisera och skicka till honom. Det är en miniatyrkromosom som kallas en plasmid som B. subtilis bakterier kommer att absorbera. För att förse en bakterie med nya egenskaper (t.ex. fluorescens eller lukten av regn på en trottoar), skarvar du bara det nödvändiga DNA:t i plasmiden.
Garvey kallar sin konstruktion Indie Biotech Backbone 1.0, och han planerar att sälja den till andra biohackers. Nu när vi har lite verktyg är den svåraste frågan vad man ska göra med det, medger han. För sin egen del föreställer han sig att programmera om gräs för att göra dieselbränsle — sådant han kunde plantera ute och låta växa. Drömmen, säger han, är att programmera livet, leka, där det inte kostar dig något att misslyckas.