Prije više od 20 godina, istraživači su započeli trinaestogodišnji proces rada sa stotinama strojeva za sekvenciranje kako bi preslikali čitav ljudski genom. Danas se ista količina podataka može stvoriti za nekoliko dana do nekoliko tjedana, i to uz djelić troškova.
"Pametni ljudi poput vas, radit će na tome", kaže Maggie Halloran, tehničarka sekvenciranja, koja stoji pred grupom širokookih srednjoškolaca u potpuno novim Laboratorijama za analitičku biologiju Nacionalnog muzeja prirodne povijesti, a čvorište molekularne biotehnologije.
Učenici su 15 od 100 koji pohađaju magnetski program selektivne znanosti, tehnologije, inženjerstva i matematike (STEM) u South River High School u Edgewater-u, Md. Ovog mjeseca imali su pozadinski pregled nekih muzejskih radova kolekcije, laboratorijske prostore i ljude koji ih upravljaju.
Prošle godine 28 posto srednjoškolskih brucoša u SAD-u izrazilo je interes za nastavkom STEM karijere. Međutim, više od polovice ovih studenata taj će interes izgubiti do trenutka kada su stariji ljudi, tvrde stručnjaci iz industrije. Tim Smithsonian iz LAB-a nada se da studenti iz Edgewater-a neće upasti u tu zamku.
„Zasjenjivanje posla razjašnjava bezbroj smjerova u kojima mogu ući“, kaže predsjedateljica srednjoškolskog odjela Hillary Catan koja je slijedila zajedno sa skupinom. "Kad uđu, možda će imati uski fokus ili ideju o tome što mogu biti karijere STEM-a, a kad odlaze, znaju da im je svijet kamenica."
Muzeji mogu ponuditi praktične mogućnosti učenja u znanosti koje škole ne mogu, a njihovi kustosi to znaju. Američki prirodoslovni muzej u New Yorku domaćin je programa koji dva puta mjesečno okuplja srednjoškolce tijekom školske godine i tri tjedna u ljeto na studiju znanosti. Nacionalni muzej Drugog svjetskog rata u New Orleansu sponzorira terenske izlete za učenike matematike i prirodnih škola u srednjoj i srednjoj školi kako bi im pružili interdisciplinarnu lekciju o tome kako fizika može informirati povijest. U Ohiju, Zaklada muzeja zračnih snaga domaćin je radionicama za studente. Svi jačaju STEM obrazovanje mladih učenika u nadi da će zadovoljiti potražnju za budućom radnom snagom.
Smithsonian Institucija ostaje na putu da učini isto; Predsjednik Obama pozvao je na povećanje proračuna za 25 milijuna dolara namijenjeno programiranju vezanom za STEM. Sredstva će pomoći u stvaranju mrežnih resursa za učenike i omogućiti će nastavnicima da kombiniraju Smithsonian sadržaje sa školskim radom. Ova oznaka dio je postojećeg administrativnog fonda sredstava vrijednog 180 milijuna dolara namijenjenog programiranju STEM-a koji je podijeljen na Smithsonian, američko Ministarstvo obrazovanja i Nacionalnu znanstvenu fondaciju.
Obilazak srednje škole South River započeo je u Q-RIUS edukacijskom centru Nacionalnog muzeja prirodne povijesti, 10 000 četvornih prostora u kojem će se nalaziti zbirka istraživanja od 20 000 predmeta, a zatim je brzo prešao na LAB, gdje je Halleran ispitivao učenike o osnovnim parovima DNK, pa su spremno odgovorili uzvikujući: „Guanine i citozin! Adenin i timin! "
Smithsonian istraživačica Amy Driskell objasnila je kako ona i njezine kolege koriste postupak nazvan lančana reakcija polimeraze kako bi proučavali DNK ptica i riba. "U sljedećih nekoliko godina imat ćemo DNK slijed svake ribe - sve će biti 'barkodirane", kaže Driskell.
Neke od ovih riba potječu iz projekta promatranja dubokih grebena Smithsoniana, koji pomoću podmornice s pet osoba skuplja primjerke s karipskih dubokih grebena. "Bili biste 1000 metara niže u oceanu u vremenu koje vam treba da se vratite autobusom", rekao je Lee Weigt, direktor LAB-a, grupi.
Studenti su čuli za stvarne aplikacije barcodinga od Matthewa Kweskina, LAB-ovog IT menadžera. Nakon što je let US Airwaysa pretrpio "udar ptica", prisilivši kapetana Chesleyja Sullenbergera da sleti avion u rijeku Hudson 2009. godine, vlasti su poslale ostatke ptica pronađene u motoru aviona Smithsonianu na analizu. Istraživači su unijeli DNK slijed izvađen iz uzoraka u bazu podataka Barcode of Life, tražilicu koja analizira bezbroj datoteka sekvenciranih vrsta ptica i potvrdili da su uzorci iz kanadskih gusaka. Ti se podaci upotrebljavaju za pomoć zračnim lukama da razumiju vrstu ptica koje uzrokuju probleme u zračnim lukama.
Obilazak se zatim preselio iz laboratorija i u muzejske ostave, gdje su studenti zavirili u zbirke odjela za zoologiju beskralježnjaka. Konačno stajalište nalazilo se u odjelu za botaniku, gdje je upravitelj kolekcija Gregory McKee učenicima ispričao biljne kolekcije Institucije, koja ima 4, 5 milijuna primjeraka.
McKee je prošao oko nekoliko sačuvanih biljaka, objašnjavajući kako ih istraživači sakupljaju i čuvaju. Uspravio se na istraživačkim naporima LAB-a rekavši da bi tehnologije slijedanja DNA mogle pomoći objasniti tajnu zašto jedna vrsta cvijeta bambusa cvjeta samo jednom u 120 godina.
"Plaćaju mi malo novca da izađem u šumu i ostanem prljava, a ja ne moram nositi kravatu", kaže McKee zašto voli svoj posao. Ispričao im je kako su u Mongoliji upoznali 70-godišnjeg muškarca, koji je bio takav stručnjak za botaniku, da je znao što jesti borove bobice, koje je lomio po drveću kako bi ih dohvatio.
„To je nevjerojatno“, kaže Jesse McElree, 15-godišnji student. Domaći Annapolis kaže kako najviše uživa u matematici i nada se da će postati inženjer, rasprava o McKeeju bila je vrhunac turneje.
Jacob Mondoro, 15 godina iz Edgewater-a, također je utvrdio da je odjel za botaniku najzanimljivije stajalište na turneji. I on se želi baviti inženjerstvom, ali kaže da sumnja da će karijera u biljnoj znanosti biti dragocjena u budućnosti.
"Botanika izgleda kao nešto što će kasnije biti vrlo intenzivno zbog situacije globalnog zagrijavanja", kaže Mondoro. "Bez odgovarajuće radne snage, neće biti puno ljudi koji stvarno mogu održavati Zemlju i onakvu kakva ona treba biti."
Laboratorijski tehničar Caitlin Baker, koji je vodio McElree i Mondorovu grupu, kaže da je turneja izgledala kao otvoreno iskustvo za brucoše, posebno studentice, koje su prebrojevale više.
"Mislim da je zaista osnažujuće vidjeti žene u znanosti i vršiti vrlo vrhunska istraživanja", kaže Baker. "Nadam se da činjenica da u ovoj grupi ima toliko više muškaraca ne daje djevojčicama nekakav osjećaj da je to muško polje. Stvarno to više nije. "
Za Lauren Suite, 14-godišnju studenticu iz Edgewater-a, pogled iznutra bio je informativan. "Dao mi je više uvida u ono što bih možda želio raditi u budućnosti", kaže Suite, koja razmišlja o medicinskim istraživanjima. "Nastojim biti u tijeku sa svime i nadam se da ću biti dio razvoja novih [tehnologija] u budućnosti."
Halloran smatra da je ova brzina inovacije pogodila studente. Njihove STEM studije su ključne za pripremu za rad s i stvaranje tehnologija 21. stoljeća, iako je, kad završe fakultet u samo nekoliko godina, nova tehnologija možda nadmašila alate kojima su svjedočili u LAB-u.
"Svi misle da je u redu biti Jacques Cousteau i ići roniti i skupljati", kaže Halloran. „Ali stvarno im treba čitav niz vještina da bi to mogli učiniti. Mislim da što prije imaju ideju o opsegu svega toga, bolje im je da mogu primijeniti ono što već uče u srednjoj školi i napraviti sebi niše. "
