Poduzetnik iz San Francisca Antony Evans smislio je radikalnu ideju za suzbijanje potrošnje električne energije: "Što ako drvce koristimo za osvjetljavanje naših ulica umjesto električnih uličnih svjetiljki?"
Evans i njegovi kolege, biolozi Omri Amirav-Drory i Kyle Taylor, žele stvoriti biljke koje doslovno blistaju. Evansa su inspirirali transgeni organizmi, biljke ili životinje s genima drugih vrsta u vlastitoj DNK, koji su korišteni za ispunjavanje mnogih ljudskih potreba. Na primjer, gen iz bakterije Bacillus thuringiensis rutinski se unosi u kukuruz i pamuk kako bi usjevi bili otporni na insekte. U jednoj metodi koja se naziva "pharming", znanstvenici su umetnuli ljudske gene u biljke i životinje kako bi ti domaćini mogli proizvesti bjelančevine za lijekove. Drugi su dodali gen iz kristalne žele koji je odgovoran za stvaranje zelenog fluorescentnog proteina životinjama poput mačaka i svinja; na taj način oni mogu utvrditi je li se bolest prenosila s jedne generacije na drugu, samo promatranjem da li potomstvo svijetli u mraku.
Ovog proljeća Evansov tim objavio je videozapis na Kickstarteru, u kojem objašnjava kako planiraju umetnuti gene iz bioluminiscentnih bakterija u floru kao prvi korak u stvaranju blistavih stabala. Kako bi se hranio maštovcima gledatelja, video je uključio sliku Pandore, blistave postavke sredine filma 22. stoljeća iz filma Avatar . U neuspješno uspješnoj 46-dnevnoj kampanji, grupa je prikupila gotovo 500 000 američkih dolara kako bi financirala taj trud. Razgovarao sam s Evansom o njegovom projektu.
Znanstvenici su genetički konstruirali prvu biljku u sjaju u mraku 1980-ih, biljku duhana s genom krijesnica umetnutim u nju. Povijesno, koja je svrha toga bila?
Mislim da je prvi put bio samo demonstracijski projekt. Ali znanstvenici ga koriste od tada za proučavanje stvari poput rasta korijena. Stvarno ga koriste u osnovne istraživačke svrhe.
Tradicionalno, ono što su učinili je umetanje gena za luciferazu (enzim iz luminescentnog organizma) zajedno s promotorom [regijom na početku gena koja ćeliji kaže da započne transkripciju, što je prvi korak u stvaranju proteina] a zatim ručno dodajte luciferin [kemikaliju koja stvara svjetlost kada se oksidira]. Imali su čak i ove užarene biljke na Međunarodnoj svemirskoj stanici, tako da je to prilično dobro uspostavljena tehnika.
Za svoj projekt užarene biljke odlučili ste se za cvjetnicu koja se zove Arabidopsis thaliana . Zašto ova biljka?
Odabrali smo ovu biljku jer je izuzetno dobro proučila akademska zajednica. To je voćna muha biljne biologije. Razlog tolikog proučavanja je taj što ima najkraći genom bilo koje [cvjetajuće] biljke.
Koji gen dodajete za stvaranje sjaja?
Koristimo gene iz Vibrio fischeri . To su morske bakterije.
Kako se to radi? Možete li me provesti kroz proces stvaranja užarene biljke?
Započinjemo s softverom pod nazivom Genome Compiler. Genome Compiler omogućava nam pretraživanje genske sekvence i zatim izmjenu tih genskih sekvenci u lijepom grafičkom korisničkom sučelju. Taj softver koristimo za traženje gena Vibrio fischeri, a zatim radimo nešto što se naziva kod i optimizacija, što u osnovi prilagođava sekvence tako da one [rade] u biljkama, a ne u bakterijama. Zatim sintetiziramo DNK. Postoji gumb "ispis", a mi "ispisujemo" taj DNK. To datoteku šalje e-poštom tvrtki koja pravi DNK za nas. To su nam vratili FedEx i tada radimo dvije stvari.
Prvo umetamo DNK u neke bakterije zvane agrobacterium. Ta je bakterija vrlo pametna, smislila je kako samostalno izvršiti genetski inženjering. [Bakterija] ubacuje DNA u ženske gamete biljke. Možemo uzgajati sjeme koje potječe iz tih cvjetova i imat ćemo DNK koji smo dizajnirali na računalu u biljci. Druga stvar koju koristimo je upotreba genskog pištolja, koji je dio opreme koja velikom brzinom baca DNK u stanice biljke. Neke od tih stanica apsorbirat će DNK i početi ga izražavati.
Završavate svoj posao u BioCurious, biološkom laboratoriju zajednice u Sunnyvilleu u Kaliforniji u Silicijskoj dolini. Ali kako je to uradi sam? Je li to nešto što majstor u garaži može upravljati?
Kao dio kampanje za Kickstarter imamo komplet koji možete koristiti za izradu jedne od ovih biljaka. Težak dio je dizajniranje sekvenci, ali nakon što ih je netko smislio, možete slijediti recept.
Sve rečeno, imali ste 8.433 pomoćnika na Kickstarteru založnih 484.013 dolara. Je li vas ta reakcija iznenadila?
Ciljali smo 65.000 dolara, pa je sjajno što smo dobili toliko. S Kickstarterom nikad ne znaš. Znali smo da imamo nešto zanimljivo jer su svi željeli razgovarati o tome. Ali, nismo znali da će ovo postati tako veliko.
Koliko je realno misliti da bismo jednog dana umjesto uličnih svjetiljki mogli obasjati ulice u mraku.
Smatramo da bi to trebalo biti održivo, ali definitivno je dugoročni cilj. Veliki izazov s drvećem je da drveću treba dugo vremena za rast. Provođenje eksperimenata na drveću i testiranje različitih promotora zahtijevat će dugo vremena. Zaista nam treba jedna od nekoliko različitih tehnologija. Jedna bi bila bolja tehnologija simulacije, tako da bismo mogli simulirati sekvence gena na računalu. Dva bi bila bio pisač ili nešto slično kako bismo mogli otisnuti list i realno testirati nizove na listu [umjesto da čekamo da naraste cijelo stablo]. Ili, treći bi bio neki način provođenja genske terapije na drveću i prilagođavanja njih in situ i korištenjem toga za promjenu njihove DNK. Potrebna su nam neka dostignuća u jednom od njih prije nego što ćemo moći stvarno zauzeti velika stabla.
U preliminarnim proračunima shvatite da bi užareno stablo koje pokriva oko 1.000 četvornih metara bacilo toliko svjetla kao i ulična svjetlost.
Bit će to vrlo različita vrsta osvjetljenja. Ako razmišljate o načinu na koji je dan osvijetljen, svjetlost dolazi s cijelog neba; ne dolazi samo od točke, dok žarulje dolaze iz točke. Naša će rasvjeta biti puno raspršenija i mislimo mnogo ljepša.
Kakve su vam sad znamenitosti postavljene?
Usredotočeni smo na izvršavanje stvari koje smo obećali našim pristalicama na Kickstarteru. Dakle, radimo na radu, postavljamo laboratorij, naređujemo DNK i počinjemo transformirati biljke [ Arabidopsis ].
Vi i vaše kolege obećali ste da ćete svakom navijaču poslati određenu razinu donacije. Što ljudi mogu očekivati? Kolika će biti svjetlost i koliko dugotrajna?
Svjetlost će biti uključena noću dok je biljka živa, ali neće biti super svijetla. Cilj nam je nešto poput boje u sjaju u mraku. Morate biti u mračnoj sobi i tada možete vidjeti kako svjetluca. Odatle ćemo raditi na optimizaciji i pojačanju svjetlosne snage.
U videu iz kampanje kažete, "užarena biljka je simbol budućnosti." Kako vam izgleda ta budućnost?
Budućnost o kojoj govorimo postoji budućnost sintetske biologije. Mi mislimo da će se takva tehnologija demokratizirati; bit će dostupan mnogim ljudima. Želio bih vidjeti budućnost u kojoj tinejdžeri i amateri rade genetski inženjering stvari kod kuće ili u bio laboratorijima "uradi sam". Želimo zastupati tu budućnost, reći ljudima da dolazi i započeti raspravu oko ove tehnologije - što ona znači i što ona znači za nas.
Ova se tehnologija brzo usvaja. Bit će to vrlo transformacijsko, i mislim da je vrijeme da ljudi to postanu svjesni i potencijali toga, da to zainteresiraju. U njemu će se naći neke fantastične prilike, pa ako ljudi pogledaju projekt i pomisle „ja bih to želio učiniti“, mislim da je odgovor „Možeš.“ Samo idi u svoj lokalni laboratorij „uradi sam“ i pokreni poigravajući se, počnite učiti.
Postoje li drugi transgeni organizmi za koje smatrate da obećavaju?
Postoje tone ljudi koji rade na stvarima, tona i tona i tona. Ako pogledate projekte fondacije iGEM [Međunarodni genetski inženjerski stroj], možete vidjeti neke širine i raznolikosti stvari koje se rade. Pauk svile je cool. Mislim da su dečki koji rade na novim verzijama mesa u redu. Nekoliko se zanimljivih stvari događa s algama u bio laboratoriju u South Bayu [San Francisco], BioCurious. Inženjering algi da bismo je mogli koristiti za proizvodnju energije - mislim da se na tome treba puno raditi, ali to je vrlo obećavajuće.
Postoje li neki projekti koji vas brinu?
Ne za sad. Ali, mislim da će se na kraju dogoditi neke zastrašujuće stvari.
Neki su izrazili zabrinutost s vama kako distribuirate užarene biljke i puštate sintetičke biljke u divljinu. Što imate reći onima koji se toga boje?
Ljudi su genetski inženjerski postrojenja već dugi niz godina. Upravo slijedimo korake svih ostalih biljaka koje su već puštene u posljednjih 20 godina. Ne mislimo da radimo išta radikalno drugačije. Ono što je drugačije u ovom projektu jest kako se financira i da se radovi odvijaju u DIY bio laboratoriju, a ne u profesionalnoj istraživačkoj ustanovi.
