https://frosthead.com

Велика машина величине фрижидера која је спасила чоколаду

Артефакт није ни секси ни деликатан, како ће вам рећи Маллори Варнер. Варнер, који ради на одељењу медицине и науке у Смитхсониановом Националном музеју америчке историје, помаже у курацији велике архиве предмета који су на неки начин променили ток науке. Она указује на ДНК анализатор који су научници користили у пројекту Људски геном (значајан напор који је донео прву потпуну слику људског генетског материјала) и фотографски филм из 1970-их који је покушао да изгради синтетички ген инсулина. Према њеним речима, многи од делова везаних за генетичка истраживања представљају „научне ствари, величине фрижидера“.

Из ове приче

[×] ЗАТВОРИ

Америцан Ентерприсе: Историја пословања у Америци

~ Више о овом производу
Ценовник:$ 29, 95
Цена:$ 17, 46
Штедите:12, 49 УС $ (42%)
Америцан Ентерприсе: Историја пословања у Америци

РИЦХ: Америчко предузеће: Историја пословања у Америци

Сличан садржај

  • Чоколадне фонтане су одличне за лекције из физике
  • Цанди кукуруз се није променио од 19. века
  • Прича о мексичком коксу пуно је сложенија него што би хипстери желели да признају
  • Како је реч из пет слова настала компанија стара 104 године
  • Како је певач победио у рату шиваћих машина

Роцхе 454 ГС ФЛКС + секвенце ДНА гена, која се производи од 2005. до 2015. године, заправо је нешто краћа од фрижидера: тежи више од 500 килограма, према званичним спецификацијама производа. Машина Роцхе је такође јединствена: то је био први секвенцијал гена нове генерације који се комерцијално продавао. Користила је тада нову технологију познату као секвенцирање по синтези да би раздвојила низ база које садрже генетски код.

Чак и најситнији организам - премали да би се могао видети голим оком - садржи стотине гена који заједно раде на одређивању свега, од његове појаве до начина на који реагује на болест. Ови гени су састављени од наизменичних образаца база. Читајући обрасце - процес познат као секвенцирање гена - научници могу научити много о томе како организам делује.

Секвенце следеће генерације драматично су смањиле трошкове и време потребно за секвенцирање гена. Иако се ово може чинити као езотеријска вјеродајница, узмите у обзир да је пројекту људског генома било потребно око 13 година и процијењено је да три милијарде долара прате секвенцу читавог људског генома, углавном се ослањајући на методу познату као Сегер секвенце. Машина следеће генерације Роцхе 454 могла би да обави тај задатак за десет дана, омогућавајући тако малим тимовима да заједно сакупе огромне количине генетских података у знатно краћем времену.

Секвенце Роцхе 454 коришћене су за откривање генетских мистерија јагода, бактерија и неандерталаца; произвели су податке који су научницима помогли да разумеју отпорност на болест у развоју у свету; и, у једном незаборавном случају, дијагностиковао је младог америчког дечака чије је стање годинама мучило лекаре.

Секвенце Роцхе 454 коришћене су за откривање генетских мистерија јагода, бактерија и неандерталаца; произвели су податке који су научницима помогли да разумеју отпорност на болест у развоју у свету; и, у једном незаборавном случају, дијагностиковао је младог америчког дечака чије је стање годинама мучило лекаре.

Али једна од најзанимљивијих ствари коју је Роцхе 454 урадио је вероватно помоћ у осигуравању будућности чоколаде.

Пре око 25 година, многи људи су постали дубоко забринути због светске понуде чоколаде. Чоколада је онаква какву је знамо - у њеном слатком, укусном облику - је направљена од какао зрна, која су производ дрвета какаоа Тхеоброма .

Т. цацао је поријеклом из Средње и Јужне Америке, а људи беру његов грах вековима. Европљани су први пут наишли на дрво какаа у раним путовањима у оно што су назвали Новим светом. Природни производ какао граха је горак, па су Европљани почели да мешају чоколаду са шећером, а почела је и залуђеност која тек треба да заврши. Чоколада је данас посао вредан више милијарди долара, а све већа потражња долази из земаља попут Кине, Индије, Русије и Бразила.

Берба Какаа Берба какаа у Гани, махуне се секу, а семе и пулпа се изваде. (Смитхсониан Арцхивес Центер, Национални музеј америчке историје)

Али настала потражња наилази на древне проблеме. Да би проширили производњу, стабла какаа пресађена су у западну Африку, где могу удобно расти у тропској клими. Међутим, стаблима какаа треба неколико година да сазрију и нису баш продуктивни: једно дрво произведе отприлике довољно махуна да се направи један килограм чоколаде сваке године.

Ипак, чини се да је најважнији проблем то што су ова дрвећа подложна болестима. Крајем осамдесетих, на бразди какаа у бразилском региону Бахиа почео је цвјетати разорни бљесак са маштовитим именом - гљива вјештица из метле. Вјештица метла добила је име по сићушним гроздовима у облику метле који се формирају на зараженим стаблима. За само деценију, производња чоколаде Бахиа опала је за више од половине. Научници и произвођачи бомбона постали су престрављени да ће метла од вештица - или мразни махуна, друга разорна гљива која инфицира стабла какаа - доспети до фарми у западноафричким земљама Гани, обали Слоноваче и Нигерији, дом многим највећим светским извозницима какао зрна. .

„Наше питање је било да морамо бити у стању да узгајамо дрвеће отпорно на мразни махуне и вештице метлу пре него што те болести дођу у западну Африку“, каже Давид Кухн, молекуларни биолог за истраживање из УСДА у Мајамију. „Јер ако се [то] догоди, ваш бомбон ће бити 35 долара.“

Ако се бомбона од 35 долара не чини катастрофом, узмите у обзир да процењено 6, 5 милиона пољопривредника за живот зависи од чоколаде, а нагле промене на тржишту могу резултирати разарајућим ефектима.

Научници у Мајамију гледали су узгајање стабала отпорних на болести, али то је споро ишло. Кухн објашњава да је „узгој стабала по својој природи веома спор процес. Морате да направите крст, ручно опрашите дрвеће, набавите махуне, узмете семе, посадите их, а затим сачекате три до пет година да та дрвећа цветају и тада ћете их моћи проценити. " другим речима, требаће три до пет година да научници утврде да ли је одређена култура стабала успешно узгајана да би донела грах отпоран на болести.

Ховард Схапиро Ховард Схапиро из компаније Марс окупио је и усмерио светски тим научника да секвенцира геном какаа. (Смитхсониан Арцхивес Центер, Национални музеј америчке историје)

2008. године, инспирисана порастом технологије секвенцирања, компанија бомбона Марс, Инц., под вођством Ховарда Схапиро-а, сложила се да допринесе 10 милиона долара за финансирање мултинационалног пројекта који би секвенционирао читав геном Т. цацао . Комплетна копија могла би убрзати процес узгоја тако што ће научницима и узгајивачима омогућити да брже утврде који одређени гени штите од болести. Пошто је дрво тропско, еволуирао је мултинационални конзорцијум који ради на пројекту генома какаа. Тим из Костарике узорковао је локално дрво Т. цацао . Кухнова лабораторија у Мајамију помогла је да се извуче генетски материјал биљке, а затим је тај материјал послала у лабораторије у којима је генетски материјал прерађен и секвенциониран.

Т. цацао је био „прва велика биљка коју смо икада урадили“, каже Кеитханне Моцкаитис, бивша директорка секвенцирања на Универзитету Индиана. Радила је с Роцхе 454 и другим секвенцијама нове генерације неколико година, али величина и детаљи пројекта Т. цацао учинили су га једним од њихових најамбициознијих пројеката до сада.

Каже да је Марс помогао упознавањем научника, узгајивача и пољопривредника из целог света. „Имали бисмо конференције, а понекад би стварно позвали узгајиваче афричког какааа, и то је било предивно јер сам био у стању да их упознам и схватим шта они знају“, каже Моцкаитис.

Контакти са пољопривредницима су непроцењиви, делом и због тога што би подаци о пројекту били отворени извори. То значи да би налази научника били доступни бесплатно на веб страници свима који желе да им приступе.

Прва јавна веб локација настала је 2010. године, са комплетним сетом резултата. Још три године, тим је радио на додавању података и стварању пунијег генома, а издали су и чланак 2013. Иако изазови остају за чоколаду, Моцкаитис каже да је геном позитиван први корак.

Пре шест година, Петер Лиебхолд, председник одељења рада и индустрије музеја у музеју, наишао је на пројекат генома какаа док је истраживао потенцијалне артефакте за велику изложбу о историји америчких предузећа. Привукао га је пројект отвореног кода јер је представљао нов и успешан приступ истраживачком и развојном процесу.

„Размишљајући о истраживању и развоју, желели смо да кажемо да је она важна и остварена на веома различите начине“, каже Лиебхолд. Лебдио је идеја о набавци секвенцера Роцхе 454 са Универзитета Индиана, за који би могао да се заслужи за помоћ у сачуваној чоколади.

Иако је машина изблиједјела од употребе и замењена је новијом технологијом - произвођач је требао да је обустави у 2015. години - захтевајући пуну генску секвенцеру подебљано. Током свог размака, секвенце коштају око 700 000 УСД (сада када се линија производа завршава, можете је купити на еБаиу за много мање). „Радост рада у Смитхсониан-у је да можете постављати неразумне захтеве људи“, каже Лиебхолд.

Моцкхаитис, родом из Вирџиније који као своје разлоге наводи тинејџерска путовања Смитхсонианом, био је одушевљен кад је чуо за тај захтев. Роцхе је пристао да плати Универзитету у Индиани да му донирају машину, испоруче је и сервисирају. Моцкаитис се преселила у нову лабораторију, али је донацију надопунила епруветама за узорке и испитним плочицама из своје лабораторије.

Један од тањира које је поклонио Моцкаитис - назван плоча за тестирање пиктотера - појављује се на изложби, уз фотографију фармера какаа и реплику махуна какаоа. На фотографији, секвенер гледа према тамној позадини, а његове уредне површине изгледају звиждано од функције. Изнад фотографије је дугачак, тупи нож који би пољопривредник какао могао да користи у жетви. Јаз између два скупа инструмената је огроман, али, како изложба покушава да покаже, јаз се може премостити.

„Ова [прича] је посебно симпатична јер је тако глобална прича“, каже Варнер. "Имамо научнике широм Северне Америке, а посао ће бити од користи пољопривредницима у другим деловима света."

Што се тиче самог секвенцера, он тренутно живи у кутији у музејском складишту. За изложбу је била превелика, каже Варнер, али показаће је коме год то затражи, укључујући - недавно - гостујућој извршној директорици Роцхеа. Лиебхолд признаје да технологија више није оштрица. Секвенч је био критичан за причу, али се већ преселио у историју.

Нова стална изложба „Америцан Ентерприсе“ отворена је 1. јула у Смитхсониан'с Натионал Мусеум оф Америцан Хистори у Васхингтону, ДЦ и прати развој Сједињених Држава од мале зависне пољопривредне нације до једне од највећих свјетских економија.
Велика машина величине фрижидера која је спасила чоколаду