Artefakten er hverken sexet eller delikat, som Mallory Warner vil fortælle dig. Warner, der arbejder i opdelingen af medicin og videnskab ved Smithsonian's National Museum of American History, hjælper med at sammenlægge et stort arkiv med genstande, der på en eller anden måde har ændret videnskabens forløb. Hun peger på en DNA-analysator brugt af forskere i Human Genome Project (den milepæl-indsats, der gav den første komplette plan for et menneskes genetiske materiale) og en fotografiefilm fra 1970'ernes forsøg på at opbygge et syntetisk insulingen. Mange af brikkerne relateret til genetisk forskning, siger hun, er "vidunderlige videnskabelige ting i køleskabsstørrelse."
Fra denne historie
[×] LUKKET
 | American Enterprise: A History of Business in America~ Mere om dette produkt
| ||||||
RICH: American Enterprise: A History of Business in America
Relateret indhold
- Chokoladefontener er gode til fysiklektioner
- Candy Corn er ikke ændret siden 1800-tallet
- Historien om mexicansk koks er meget mere kompliceret end hipster vil gerne indrømme
- Sådan byggede et fem bogstavsord et 104 år gammelt selskab
- Hvordan sangeren vandt symaskinkrigen
Roche 454 GS FLX + DNA-gensekventer, der blev produceret fra 2005 til 2015, er faktisk lidt kortere end et køleskab: den vejer mere end 500 pund i henhold til officielle produktspecifikationer. Roche-maskinen er også unik: det var den første næste generations gensekventer, der blev solgt kommercielt. Den brugte en dengang ny teknologi kendt som sekventering-ved-syntese til at drille ad sekvensen af baser, der indeholder genetisk kode.
Selv den mindste organisme - for lille til at blive set med det blotte øje - indeholder hundreder af gener, der arbejder sammen for at bestemme alt fra dets udseende til den måde, det reagerer på sygdom. Disse gener består af vekslende mønstre af baser. Ved at læse mønstre - en proces kendt som gensekvensbestemmelse - kan forskere lære en hel del om, hvordan en organisme fungerer.
Næste generation af sekventer reducerede dramatisk omkostningerne og tiden, der kræves til gensekventering. Selvom det kan virke som en esoterisk legitimation, skal du overveje, at Human Genome-projektet tog omkring 13 år og anslagsvis 3 milliarder dollars for at sekvensere hele det menneskelige genom, og i høj grad stole på en metode, der er kendt som Sanger-sekventering. En næste generation af Roche 454-maskine kunne ifølge virksomheden udføre denne opgave på ti dage, hvilket gjorde det muligt for små hold at sy sammen enorme mængder genetiske data på betydelig mindre tid.
Roche 454-sequencere er blevet brugt til at afsløre de genetiske mysterier fra jordbær, bakterier og neandertalere; de har produceret data, der har hjulpet forskere med at forstå sygdomsresistens i udviklingslandene; og i et mindeværdigt tilfælde diagnosticeret en ung amerikansk dreng, hvis tilstand stumpede læger i årevis.
Roche 454-sequencere er blevet brugt til at afsløre de genetiske mysterier fra jordbær, bakterier og neandertalere; de har produceret data, der har hjulpet forskere med at forstå sygdomsresistens i udviklingslandene; og i et mindeværdigt tilfælde diagnosticeret en ung amerikansk dreng, hvis tilstand stumpede læger i årevis.
Men en af de mest interessante ting, som en Roche 454 har gjort, er muligvis med til at sikre chokolades fremtid.
For omkring 25 år siden blev mange mennesker dybt bekymrede over verdens chokoladeforsyning. Chokolade, som vi kender den - i sin søde, lækre form - er lavet af kakaobønner, som er produktet af Theobroma-kakaotræet .
T. cacao er hjemmehørende i Mellem- og Sydamerika, og folk høstede bønnerne i århundreder. Europæere stødte først på kakaotræet i tidlige ture til det, de kaldte den nye verden. Det naturlige produkt af kakaobønner er bittert, så europæerne begyndte at blande chokolade med sukker, og en mani begyndte, som endnu ikke er afsluttet. Chokolade er i dag en forretning på flere milliarder dollars med stigende efterspørgsel fra lande som Kina, Indien, Rusland og Brasilien.
Høstes kakao i Ghana, bælterne skæres, og frø og papirmasse øses ud. (Smithsonian Archives Center, National Museum of American History) Men den voksende efterspørgsel møder gamle problemer. For at udvide produktionen blev kakaotræer transplanteret til Vestafrika, hvor de kunne vokse komfortabelt i det tropiske klima. Kakaotræer tager dog adskillige år at modne, og de er ikke særlig produktive: et enkelt træ producerer omtrent nok bælge til at tjene et pund chokolade hvert år.
Stadig synes det mest presserende problem at være, at disse træer er meget modtagelige for sygdomme. I slutningen af 1980'erne begyndte en ødelæggende rod med et fantasifuldt navn - heksebørste-svamp - at blomstre på kakaotræer i den brasilianske Bahia-region. Heksebørsten får sit navn fra de små, kvastformede klynger af grene, der dannes på inficerede træer. På blot et årti faldt Bahias chokoladeproduktion med mere end halvdelen. Videnskabsmænd og slikproducenter blev bange for, at heksebørsten - eller frostig bælg, en anden ødelæggende svamp, der inficerer kakaotræer - ville nå gårde i de vestafrikanske lande i Ghana, Elfenbenskysten og Nigeria, hjemsted for mange af verdens største kakaobønnereksportører .
”Vores problem var, at vi havde brug for at være i stand til at opdrætte træer, der er modstandsdygtige over for frostbjælke og heksebørste, før disse sygdomme kommer til Vestafrika, ” siger David Kuhn, en forskningsmolekylærbiolog for USDA i Miami. ”Fordi hvis [det] sker, vil din candy bar være $ 35.”
Hvis en candybar på $ 35 ikke ser ud som en katastrofe, skal du overveje, at anslagsvis 6, 5 millioner landmænd er afhængige af chokolade for deres levebrød, og en pludselig ændring i markedet kan resultere i ødelæggende effekter.
Forskere i Miami kiggede på opdræt af sygdomsresistente træer, men det gik langsomt. Kuhn forklarer, at ”træavl efter sin natur er en meget langsom proces. Du er nødt til at lave et kors, pollinere træerne med hånden, få bælgene, tage frøene, plante dem, og så venter du tre til fem år på, at disse træer blomstrer, og så kan du evaluere dem. ” med andre ord, det tager tre til fem år, før forskere kan finde ud af, om en bestemt afgrøde af træer med succes er blevet avlet for at give sygdomsresistente bønner.
Howard Shapiro fra Mars-virksomheden samlet og instruerede et verdensomspændende team af videnskabsfolk til sekvensering af kakao-genomet. (Smithsonian Archives Center, National Museum of American History) I 2008, inspireret af fremkomsten af sekventeringsteknologi, blev candy-selskabet Mars, Inc. under ledelse af Howard Shapiro enige om at bidrage med 10 millioner dollars til at finansiere et multinationalt projekt til sekvens af hele T. cacao genomet. En komplet kopi kunne fremskynde avlsprocessen ved at lade forskere og opdrættere hurtigere fastlægge, hvilke specifikke gener, der beskytter mod sygdom. Fordi træet er tropisk, udviklede et multinationalt konsortium sig til at arbejde på kakao-genomprojektet. Et hold i Costa Rica samplede et lokalt T. cacao- træ. Kuhns laboratorium i Miami hjalp med at udvinde plantens genetiske materiale og sendte derefter dette materiale videre til laboratorier, hvor det genetiske materiale blev forarbejdet og sekventeret.
T. cacao var den "første store plante, vi nogensinde havde gjort, " siger Keithanne Mockaitis, den tidligere sekvensdirektør ved Indiana University. Hun havde arbejdet med Roche 454 og andre næste generations sequencere i et par år, men størrelsen og detaljen i T. cacao- projektet gjorde det til et af deres mest ambitiøse projekter endnu.
Hun siger, at Mars hjalp med at introducere forskere, opdrættere og landmænd fra hele verden for hinanden. ”Vi ville have konferencer, og nogle gange ville de faktisk invitere de afrikanske kakaoopdrættere, og det var vidunderligt, fordi jeg var i stand til at møde dem og forstå, hvad de ved, ” siger Mockaitis.
Kontakterne med landmændene var uvurderlige, til dels fordi projektets data ville være open source. Det betyder, at forskernes fund vil blive gjort tilgængeligt på et websted gratis for alle, der ville have adgang til dem.
Det første offentlige websted gik op i 2010 med et komplet sæt resultater. I yderligere tre år arbejdede teamet med at tilføje data og generere et fyldigere genom, og de udgav et papir i 2013. Selvom der stadig er udfordringer for chokolade, siger Mockaitis, at genomet er et positivt første skridt.
For seks år siden kom Peter Liebhold, formand for museets arbejds- og industriinddeling på museet, over mængden af cacao-genomet, mens han undersøgte mulige artefakter til en stor udstilling om amerikanske virksomheders historie. Han blev trukket til open source-projektet, fordi det repræsenterede en ny og vellykket tilgang til forsknings- og udviklingsprocessen.
”Når vi tænker på F&U, ønskede vi at sige, at det var vigtigt og opnået på meget forskellige måder, ” siger Liebhold. Han flydede ideen om at erhverve Indiana Universitys Roche 454 sequencer, som kunne krediteres med at hjælpe reddet chokolade.
Selvom maskinen falmede fra brug og var blevet erstattet af nyere teknologi - den var planlagt til at blive afbrudt af producenten i 2015 - hvor det anmodede om en fuld gensekventer var fed. I løbet af deres storhedstid koster sequencere omkring $ 700.000 (nu hvor produktlinien er under afvikling, kan du købe en på eBay for meget mindre). ”Gleden ved at arbejde hos Smithsonian er, at du kan komme med urimelige anmodninger fra mennesker, ” siger Liebhold.
Mockhaitis, en indfødt fra Virginia, der nævner hendes teenage-rejser til Smithsonian som en af grundene til, at hun blev videnskabsmand, var begejstret over at høre om anmodningen. Roche accepterede at betale for Indiana University for at donere deres maskine, sende den og servicere den. Mockaitis var flyttet til et nyt laboratorium, men hun supplerede donationen med prøverør og testplader fra sit laboratorium.
En af pladerne, der er doneret af Mockaitis - kaldet en picotiter-prøveplade - vises i udstillingen sammen med et foto af kakaobønder og en kopi af en kakaobælg. På et foto lyser sequenceren mod en mørk baggrund, og dens pæne overflader ser ud til at nynne med funktion. Over billedet er en lang, stump kniv, som en kakaobonde kunne bruge i en høst. Gabet mellem de to sæt instrumenter er stort, men som udstillingen forsøger at demonstrere, kan kløften overvindes.
”Denne [historie] er især flot, fordi det er sådan en global historie, ” siger Warner. ”Vi har forskere over hele Nordamerika, og det arbejde, der kommer gavn for landmænd i andre dele af verden.”
Hvad angår selve sequenceren, bor den i øjeblikket i en kasse i museets opbevaring. Det var for stort til udstillingen, siger Warner, men hun vil vise det for hvem der spørger, herunder - for nylig - til en besøgende Roche-leder. Teknologien, indrømmer Liebhold, er "ikke længere det banebrydende." Sekventeren var kritisk til historien, men den er allerede flyttet ind i historien.
Den nye permanente udstilling "American Enterprise" åbnede 1. juli på Smithsonian's National Museum of American History i Washington, DC og sporer udviklingen af USA fra en lille afhængig landbrugsnation til en af verdens største økonomier.
