一種新型 DIY 細胞穿孔機依賴於常用打火機的再利用部件。它被稱為 ElectroPen,加入了“節儉科學”的傳統,旨在為學生和實地研究人員配備廉價版昂貴儀器。
佐治亞理工學院的生物工程師、ElectroPen 聯合創始人 Saad Bhamla 說:“未來是合成生物學:不僅僅是在計算機中編碼,而是真正編碼活細胞,使其幫助我們應對疾病、氣候變化、環境汙染等重大挑戰。” 但編輯細胞的基因組比修改計算機程式碼需要更多裝置。因此,Bhamla 與當地一所高中的科學班合作了大約兩年,開發了幾種必要工具的廉價版本,包括一種叫做電穿孔儀的工具。
對於測試藥物反應或修改 DNA 等任務,科學家必須首先突破保護性細胞壁。電穿孔儀透過短暫的高功率電脈衝強制開啟這些膜。“電穿孔基本上是一種在不同細胞中建立孔隙的方法,允許您隨後將核酸(例如[或]蛋白質)引入細胞內部,”生物技術公司 Thermo Fisher Scientific 產品開發主管 Xavier de Mollerat du Jeu 說,他沒有參與該工具的開發。典型的電穿孔儀價值數千美元,使用電子電路來產生定製的電擊。但有一種更便宜的方法:壓電晶體,當它們受到機械應力時會釋放電荷。Bhamla 的小組於 1 月在《PLOS Biology》上發表了一份開源指南,介紹如何使用壓電丁烷打火機制造電穿孔儀。
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斯坦福大學的生物工程師 Manu Prakash 說:“創造性的解決方案几乎就潛伏在我們眼皮底下。” 他曾指導過 Bhamla,但沒有參與這項新研究。“我們所有人都用過火花打火機,我發現美妙之處在於它被用於[為了]一個非常不同的目的。”
ElectroPen 產生一個五毫秒的 2,000 伏特脈衝,而商用機器可以針對各種應用調整不同的持續時間和電壓。但 ElectroPen 更容易獲得:任何人都可以花費幾美元構建自己的 ElectroPen 來破解至少一種細胞型別。du Jeu 說:“絕對需要低成本入門,以便每個人都能進行這些實驗。“將其民主化是好事。” 到目前為止,高中生已經使用 ElectroPen 修改大腸桿菌 DNA,使其產生熒光蛋白。
與此同時,Bhamla 已經在計劃他的下一個節儉科學專案。他說,製造廉價儀器“就像提供一部手機——你把它留給其他人去思考他們想在上面製作什麼應用程式,他們想修改什麼細胞,他們想追求什麼挑戰。”
