היזם מבוסס סן פרנסיסקו, אנטוני אוונס, הגה רעיון רדיקלי לריסון השימוש בכוח: "מה אם אנו משתמשים בעצים כדי להדליק את הרחובות שלנו במקום בפנסי רחוב חשמליים?"
אוונס ועמיתיו, הביולוגים עמרי עמירב-דרורי וקייל טיילור, רוצים ליצור צמחים שזוהרים תרתי משמע. אוונס נוצר בהשראת אורגניזמים מהצומח, צמחים או בעלי חיים עם גנים מינים אחרים ב- DNA משלהם, אשר שימשו למילוי צרכים אנושיים רבים. גן שמקורו בחיידק Bacillus thuringiensis מוחדר באופן שגרתי לתירס וכותנה, למשל, כדי להפוך את הגידולים לעמידים בפני חרקים. בשיטה אחת המכונה "התחממות", מדענים הכניסו גנים אנושיים לצמחים ובעלי חיים כך שהמארחים הללו יוכלו לייצר חלבונים לתרופות. אחרים הוסיפו גן מהג'לי הקריסטלי האחראי על יצירת חלבון פלואורסצנטי ירוק לבעלי חיים כמו חתולים וחזירים; בדרך זו הם יכולים לקבוע אם מחלה הועברה מדור לדור, רק על ידי בדיקה אם הצאצאים זוהרים בחושך.
באביב, צוות אוונס פרסם סרטון לקיקסטארטר בו הוא מסביר כיצד הם מתכננים להכניס גנים מחיידקים ביו-לומינציוניים למין פלורה כצעד ראשון ליצירת עצים זוהרים. כדי להאכיל את דמיונם של הצופים, הסרטון כלל תמונה של פנדורה, התפאורה הזוהרת, אמצע המאה ה -22, מהסרט אוואטר . בקמפיין המוצלח ביותר של 46 יום, גייסה הקבוצה קרוב ל 500, 000 $ למימון המאמץ. שוחחתי עם אוונס על הפרויקט שלו.
מדענים הנדסו גנטית את הצמח הזוהר-בחשכה הראשון בשנות השמונים, צמח טבק שהוכנס לתוכו גן גחלילית. מבחינה היסטורית, מה הייתה המטרה לעשות זאת?
הפעם הראשונה, אני חושב, הייתה רק פרויקט הדגמה. אבל מדענים השתמשו בזה מאז כדי ללמוד דברים כמו צמיחת שורשים. הם באמת משתמשים בו למטרות מחקר בסיסיות.
באופן מסורתי, מה שהם עשו זה להכניס את הגן ללוציפראז [אנזים מאורגניזם זוהר] יחד עם מקדם [אזור בתחילת גן שמורה לתא להתחיל שעתוק, הצעד הראשון לייצור חלבון] ואז להוסיף את הלוציפרין [כימיקל המייצר אור כאשר מתחמצן] ידנית. היו להם אפילו צמחים זוהרים אלה בתחנת החלל הבינלאומית, כך שזו טכניקה די מבוססת.
לפרויקט הצמח הזוהר שלך בחרת להשתמש במין פורח הנקרא Arabidopsis thaliana . מדוע הצמח הזה?
בחרנו במפעל זה מכיוון שהוא נחקר היטב על ידי הקהילה האקדמית. זהו זבוב הפירות של הביולוגיה הצמחית. הסיבה שהוא נחקר כל כך הרבה היא מכיוון שיש לו את הגנום הקצר ביותר של צמח [פורח] כלשהו.
איזה גן אתה מוסיף כדי ליצור את הזוהר?
אנו משתמשים בגנים מ- Vibrio fischeri . זה חיידקים ימיים.
איך זה נעשה? האם אתה יכול לקחת אותי בתהליך יצירת צמח זוהר?
אנו מתחילים עם תוכנה הנקראת Compiler Genome. מהדר הגנום מאפשר לנו לחפש רצפי גנים ואז לשנות את רצפי הגנים בממשק משתמש גרפי נחמד. אנו משתמשים בתוכנה זו כדי לחפש את הגנים של Vibrio fischeri ואז אנו מבצעים פעולה שנקראת קוד ואופטימיזציה, אשר בעצם מכוונן את הרצפים כך שהם [עובדים] בצמחים במקום בחיידקים. לאחר מכן אנו מסנתזים את ה- DNA. יש כפתור "הדפס" ואנחנו "מדפיסים" את ה- DNA הזה. זה שולח דוא"ל לתיק לחברה, שעושה לנו את ה- DNA עבורנו. הם חזרו אלינו עם FedEx ואז אנחנו עושים שני דברים.
ראשית, אנו מכניסים את ה- DNA לכמה חיידקים הנקראים אגרובקטריום. החיידק הזה חכם מאוד, הוא הבין כיצד לעשות הנדסה גנטית לבד. [החיידק] מחדיר את ה- DNA לגמטות הנשיות של הצמח. אנו יכולים לגדל את הזרעים שמגיעים מהפרחים ההם, ויהיה לנו ה- DNA שעיצבנו במחשב בצמח. הדבר השני שאנחנו עושים הוא להשתמש באקדח גנים, שהוא פריט ציוד שיורה את ה- DNA במהירות גבוהה לתאי הצמח. חלק מהתאים הללו יספגו את ה- DNA ויתחילו לבטא אותו.
אתה מסיים את סיום העבודה שלך בביוקיאוקסי, מעבדת ביו קהילתית בסאניוויל, קליפורניה, בעמק הסיליקון. אבל כמה זה עשה זאת בעצמך? האם זה משהו שמוסך מוסך יכול לנהל?
כחלק ממסע הפרסום של Kickstarter, יש לנו ערכה, שתוכלו להשתמש בה להכנת אחד מהצמחים הללו. החלק הקשה הוא עיצוב הרצפים, אבל ברגע שמישהו הבין אותם, אתה יכול לעקוב אחר המתכון.
כביכול, היו לך 8, 433 תומכי קיקסטארטר משעבדים 484, 013 דולר. התגובה הזו הפתיעה אותך?
כיוונו 65, 000 $, אז זה נהדר שיש לנו כל כך הרבה. עם Kickstarter, אתה אף פעם לא יודע. ידענו שיש לנו משהו מעניין, כי כולם רצו לדבר על זה. אבל, לא ידענו שזה יגיע לגדול.
עד כמה זה מציאותי לחשוב שיום אחד יכולנו להיות עם עצים זוהרים באפילה ברחובות במקום פנסי רחוב?
אנו חושבים שזה אמור להיות בר-קיימא, אך זו בהחלט מטרה לטווח הארוך. האתגר הגדול עם העצים הוא שלעצים לוקח זמן רב לצמוח. ביצוע ניסויים על עצים ובדיקת מקדמים שונים ייקח זמן רב. אנחנו באמת צריכים אחת מכמה טכנולוגיות שונות כדי לצאת. אחת תהיה טכנולוגיית סימולציה טובה יותר, כך שנוכל לדמות את רצפי הגנים במחשב. שניים יהיו מדפסת ביולוגית או משהו דומה, כך שנוכל להדפיס עלה ולבחון באופן מציאותי את רצפי העלים [במקום שנצטרך לחכות לעץ שלם שיצמח]. לחלופין, דרך שלישית תהיה טיפול גנטי על עצים והתאמתם במקום ושימוש בו כדי לשנות את ה- DNA שלהם. אנו זקוקים להתפתחויות מסוימות באחד מאלה לפני שנצליח באמת לקחת עצים גדולים.
בחישובים ראשוניים אתה מחשיב שעץ זוהר המשתרע על פני כ- 1, 000 רגל רבוע היה מטיל אור רב כמו פנס רחוב.
זה יהיה סוג שונה מאוד של אפקט תאורה. אם אתה חושב על אופן הדלקת היום האור בא מכל השמים; זה לא סתם מגיע מנקודה, ואילו נורות מגיעות מנקודה. התאורה שלנו תהיה הרבה יותר מפוזרת ואנחנו חושבים הרבה יותר יפה.
על מה נקבע המראות שלך עכשיו?
אנו ממוקדים בביצוע בדברים שהבטחנו לתומכי הקיקסטארטר שלנו. אז אנחנו מבצעים את העבודה, מקימים את המעבדה, מזמינים את ה- DNA ומתחילים להפוך את צמחי [ ערבידופסיס ].
אתה ועמיתיך הבטחת לשלוח לכל תומך, ברמה מסוימת של תרומה, צמח זוהר. למה אנשים יכולים לצפות? כמה חזק יהיה האור וכמה זמן נמשך?
האור יהיה דולק בלילה כל עוד הצמח חי, אך הוא לא יהיה בהיר במיוחד. אנו מכוונים למשהו כמו צבע זוהר בחושך. אתה צריך להיות בחדר חשוך, ואז אתה יכול לראות את זה זוהר באפלולית. משם, נעבוד על אופטימיזציה והעצמת תפוקת האור.
בסרטון הקמפיין אתה אומר "הצמח הזוהר הוא סמל לעתיד." איך נראה עתיד זה בעיניך?
העתיד אליו אנו מתכוונים יש עתיד ביולוגי סינטטי. אנו חושבים שטכנולוגיה מסוג זה הולכת להיות דמוקרטית; זה יהיה נגיש להרבה אנשים. הייתי רוצה לראות עתיד בו בני נוער וחובבים הם הנדסה גנטית בבית או במעבדות ביו DIY. אנו רוצים לייצג את העתיד הזה, לומר לאנשים שהוא מגיע ולפתוח דיון סביב הטכנולוגיה הזו - מה המשמעות של זה ומה זה אומר עבורנו.
טכנולוגיה זו מאומצת במהירות. זה הולך להיות מאוד טרנספורמטיבי, ואני חושב שהגיע הזמן שאנשים מתוודעים לזה והפוטנציאל שבדבר, להתעניין בזה. עומדות להיות בו כמה הזדמנויות פנטסטיות, כך שאם אנשים מסתכלים על הפרויקט וחושבים "הייתי רוצה לעשות את זה", אני חושב שהתשובה היא "אתה יכול." פשוט ללכת למעבדת הביולוגיה המקומית DIY שלך ולהתחיל לשחק סביב, להתחיל ללמוד.
האם נוצרים אורגניזמים מהונדסים אחרים שבעיניך מבטיחים?
יש טונות של אנשים שעובדים על דברים, טונות וטונות וטונות. אם אתה מסתכל על פרויקטים של קרן iGEM [International Genetically Engineered Machine], אתה יכול לראות כמה רוחב ומגוון הדברים הנעשים. משי העכביש קריר. אני חושב שהחבר'ה שעובדים על גרסאות חדשות לבשר הם מגניבים. ישנם דברים מעניינים שקורים עם אצות במעבדת הביולוגיה בסאות 'ביי [סן פרנסיסקו], ביו-לוקסוס. הנדסת אצות כדי שנוכל להשתמש בהן לייצור אנרגיה - אני חושב שיש לעשות הרבה עבודה על זה, אבל זה מאוד מבטיח.
יש פרויקטים שמדאיגים אותך?
לא כרגע. אבל, אני חושב שכמה דברים מפחידים יתרחשו בסופו של דבר.
יש אנשים שהביעו חשש מכם שתפיץ צמחים זוהרים ומשחררת צמחים סינתטיים לטבע. מה יש לך לומר למי שחושש מכך?
אנשים היו מפעלים להנדסה גנטית כבר עשורים רבים. אנו רק הולכים בעקבות כל הצמחים האחרים שכבר שוחררו בעשרים השנים האחרונות. אנחנו לא חושבים שאנחנו עושים משהו שונה באופן קיצוני. מה ששונה בפרויקט זה הוא אופן מימונו וכי העבודות מתבצעות במעבדת ביו DIY ולא במוסד מחקר מקצועי.
