Kuni 1982. aastani sai igaüks, kes kasutas insuliini oma diabeedi raviks, seda, mida me nüüd arvame ebahariliku allikana: lehmade ja sigade kõhunääred, mis on korjatud tapamajadest ja toimetatud massiliselt farmaatsiatöötlemistehastesse. Kuid kogu meie insuliini sel viisil saamisega oli probleeme - lihaturu kõikumised mõjutasid ravimi hinda ning diabeetikute arvu prognoositav suurenemine pani teadlasi muretsema, et insuliini pakkumise puudujäägid võivad ilmneda järgmise paarikümne aasta jooksul.
See kõik muutus pärast esimese sünteetilise humaaninsuliini Humuliini kasutuselevõttu. Kuid see ravim oli verstapost ka muul põhjusel: see oli esimene geenitehnoloogiaga toodetud kommertstoode, mida sünteesisid bakterid, mis olid muudetud iniminsuliini tootva geeniga.
Eelmisel aastal ostis Ameerika ajaloomuuseum käputäie võtmeesemeid, mida kasutati Humulini loomisel selle arendamise eest vastutaval San Francisco ettevõttel Genentech, ning pani need eelmisel nädalal väljapanekule pealkirjaga “Biotechi sünd”, pakkudes külastajatele vaadata geenitehnoloogia ajastu algusaega.
Genentechis (Ameerika ajaloo muuseum) varases geneetilises uuringus kasutatud elektroforeesiseadmed Genentechi töö algas avastusega, mille tegid 1970. aastatel paar Bay Area'i teadlast, Herbert Boyer UC San Franciscost ja Stanley Cohen Stanfordist: mitmerakuliste organismide, sealhulgas inimeste geenid võiksid siirduda bakteritesse ja toimida endiselt normaalselt. Varsti pärast seda asusid nad ettevõtte moodustamiseks riskikapitalisti Robert Swansoni juurde lootuses kasutada geenitehnoloogiat äriliselt elujõulise toote loomiseks.
Varakult otsustasid nad, et insuliin on loogiline valik. “See oli mugav. Seda oli lihtne valguga käsitseda ja see oli ilmselgelt midagi, mida vajasid paljud inimesed, ”ütleb väljapanekul töötanud Smithsoniani kuraator Diane Wendt.
Üks nende esimesi saavutusi oli inimese insuliini geeni sünteetiline ehitamine laborisse, üks geneetiline aluspaar korraga. Nende järjestuse täpsuse kontrollimiseks kasutasid nad tehnikat, mida nimetatakse geelelektroforeesiks, milles elekter sunnib DNA geeli kaudu. Kuna suuremad DNA tükid rändavad aeglasemalt kui väiksemad tükid, filtreerib protsess tõhusalt geneetilist materjali suuruse järgi, võimaldades teadlastel välja valida soovitud tükid, mis on üks peamisi varase geneetilise järjestuse määramise meetodite etappe.
Elektroforeesi kasutatakse endiselt laialdaselt, kuid Genentechi annetatud seadmed on kindlasti rohkem improviseeritud kui tänapäeval laborites nähtud standardsed seadistused. "Näete, et see on nagu käsitsi valmistatud, " ütleb Mallory Warner, kes töötas ka ekraanil. "Nad kasutasid klaasplaate ja köitmisklambreid, kuna nad töötasid kogu aeg väga kiiresti ja tahtsid midagi, mida saaks laiali võtta ja puhastada."
Mikrofoor, mida kasutatakse väikeste, kohandatud klaasinstrumentide meisterdamiseks, valmistatud umbes 1970. aasta paiku (Ameerika ajaloomuuseum) DNA ja muude mikroskoopiliste molekulidega manipuleerimiseks kasutasid teadlased mitmesuguseid pisikesi klaasist instrumente. Nad valmistasid paljud neist tööriistadest ise mikrofaagiks nimetatava seadmega - sisuliselt spetsiaalselt miniatuurses tööriistapoes, mis oli varustatud oma mikroskoobiga, et tegijad saaksid näha, mida nad teevad.
Konteiner Eco R1 jaoks - ensüüm, mida kasutatakse Genentechis geeniuuringutes vahetult pärast Humulini väljatöötamist (Ameerika ajaloomuuseum) Pärast insuliini geeni sünteesimist pidid teadlased assimileerima selle bakteri DNA-ks, et organism toota iseseisvalt insuliini. Nad kasutasid selleks mitmesuguseid ensüüme, sealhulgas Eco R1, kemikaal, mis lõikab DNA täpses asukohas, lähtudes ümbritsevatest aluspaaridest. Teadlased ekstraheerisid bakterist väikesed DNA molekulid, mida nimetatakse plasmiidideks, eraldasid need nende ensüümidega ja seejärel kasutasid sünteetilise insuliini geeni õmblemiseks teisi ensüüme. Seejärel saaks uue hübriidplasmiidi sisestada elusatesse bakteritesse.
Fermentatsioonipaak, mida kasutatakse geneetiliselt muundatud bakterite kultiveerimiseks (Ameerika ajaloo muuseum) Pärast seda, kui Genentechi teadlased lõid bakterid insuliinigeeni koopiatega edukalt, kinnitasid nad, et mikroobid suudavad toota iniminsuliini piisavas koguses sellises kääritusmahutis. Seejärel anti geneetiliselt muundatud bakterid edasi Eli Lilly teadlastele, kes hakkasid neid tootma müügiks mõeldud kaubanduslikes kogustes. Voila: sünteetiline humaaninsuliin.
Geenipüstoli prototüüp, mille on välja töötanud John Sanford, Ed Wolf ja Nelson Alleni Cornelli ülikoolis (Cornelli ülikool) Muidugi, biotehnoloogia seisund arenes edasi ka pärast Humulini debüüdi ning muuseum on kogunud ka tolle aja kohta märkimisväärseid esemeid. Üks on geenipüstoli prototüüp, mille töötasid välja Cornelli ülikooli teadlased 1980ndate keskel.
Seade hõlbustab teadlastel võõraste geenide sisestamist taimerakkudesse, kattes DNA-s pisikesed metalliosakesed ja süütades need taimerakkudesse, sundides väikest protsenti geneetilistest materjalidest tungima rakkude tuumadesse ja sisenema nende genoomidesse. Algses geenipüstoli prototüübis kasutati tulistamismehhanismina modifitseeritud õhupüstolit ja tehnika osutus edukaks, kui see muutis sibularakke, mis valiti nende suhteliselt suure suuruse järgi.
Esimene termotsüklermasin, mille on ehitanud teadlased Cetus Corporation (Cetus Corporation) Teine hilisem uuendus, mis käivitati tõsiselt biotehnoloogia ajastul: polümeraasi ahelreaktsioon ehk PCR - keemiline reaktsioon, mille töötas välja 1983. aastal biokeemik Kary Mullis, võimaldas teadlastel DNA proovi automaatselt korrutada suuremateks kogusteks oluliselt vähem käsitsitööga. Esimene PCR-i prototüüpmasin ehk termotsükler põhines teadlaste teadmistel, kuidas ensüümid nagu DNA polümeraas (mis sünteesib väiksemate ehitusplokkide DNAd) toimisid erinevatel temperatuuridel. Väikesest proovist suurte koguste DNA kiireks genereerimiseks tugines see kuumutamise ja jahutamise tsüklitele.
“Biotechi sünd” on Ameerika Ajaloomuuseumi esimesel korrusel avatud 2014. aasta aprillini.
