バイオエンジニアリングの発展の勢いは、生命科学者たちを息を呑むほど驚かせています。バイオテクノロジー研究室でほぼ普遍的に採用されている遺伝子編集技術「CRISPR」は、「デザイナーベビー」の話題でメディアの見出しを賑わせています。しかし、その華やかな動きの裏では、遺伝子工学をより容易に、より確実に、そしてより自動化するソフトウェア、サービス、そして機械が次々と登場しています。最新のイノベーションは、ペンシルベニア大学の生物学者、デザイナー、そしてエンジニアの共同作業から生まれました。彼らは、手を必要とせずに遺伝子工学を自動化するデスクトップマシンを開発しました。
「再生ボタンを押して、最後に製品を出すだけです」と、ペンシルベニア大学のバイオリアライズ微生物設計スタジオの共同発明者で生物学研究室のコーディネーターのカレン・ホーガン氏は言う。
この機械はDJのターンテーブルに似ていますが、レコードの代わりに、遺伝子組み換えされた微生物が入った注射器が入ったホイールを回転させます。この機械はまるで組立ラインのように機能します。まず、微生物に200ボルト以上の電流を流し、遺伝子組み換えに適した状態にしてから、新しいDNAを注入します。その後、微生物は注射器の中で培養されます。最終段階では、微生物が生成したタンパク質をスラリーから抽出することができます。
最後のステップであるタンパク質抽出は、バイオテクノロジーの夢である化学薬品醸造「パン製造機」の実現への第一歩です。合成生物学のパイオニアであるドリュー・エンディ氏は、過去10年間、食器用洗剤からタイレノールまで、あらゆる化学物質を製造できる、改変された微生物を組み込んだ機械について説明してきました。Microbial Design Studioは、ユーザーが微生物を組み込んだカートリッジを機械に挿入し、反対側で有用な化学物質を回収するという、そのビジョンの実現に向けて一歩前進しました。
Studioが一般家庭に普及する前に、研究室での導入を研究チームは期待しています。Studioはデスクトップに置けるほど小型で、様々な化学組成やDNA設計を用いて、一度に8つの実験を実行できます。共同発明者でペンシルベニア大学のデザイン教授であるオルカン・テルハン氏によると、科学者は機械をレンガのように積み重ねて、膨大な数の実験を同時に自動化することさえ可能とのことです。
「自動化によって多くの時間が節約できるので、液体をあちこち移動させる手間を省き、設計に集中できます」と彼は言う。テルハンは、大量の実験や長期にわたる実験をこなすために、まるでコンピューターサーバーのように稼働するこれらの装置が部屋いっぱいに並ぶ様子を想像している。
このスタジオは、バイオエンジニアリングを新たな分野に広げ、多数の新しいバイオテクノロジーのアプリケーションへの道を開く可能性のある、急速に発展しているツール分野に属しています。
Biorealizeチームは、今後2年以内に様々な価格帯でマシンの販売を開始する予定です。学校や愛好家は基本バージョンを数千ドルで購入でき、科学者は完全に調整されたバージョンをプレミアム価格で購入できます。「生物学用のパーソナルコンピューターと考えてください」とテルハン氏は言います。
