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作者:Ed Yong要从一家工厂接种疫苗给需要它的孩子,你经常需要越过国家,如果不是大陆那么跨越那个距离,疫苗通过隔热箱,冷冻箱,车辆和仓库的“冷链”传递

链条是必要的脆弱:如果任何链接失败,拯救生命的货物将迅速解冻并且不可逆转地降级但是如果来自多伦多大学的Keith Pardee和麻省理工学院的Jim Collins有他们的方式,冷链可能已成为过去他们开发了一种在实际需要的地方制造疫苗和药物的技术而不是建造大型制造工厂,他们的方法依赖于最大的工厂:活细胞细胞含有酶阅读DNA中编码的指令并用它们构建生物分子最近,Pardee发现这些酶即使从天然细胞中取出并冻干也能发挥作用

在那种状态下,它们都是刺的乐和便携;它们可以在室温下保存和移动加水,生命中的酵素为他们提供正确的DNA指令,他们将开始生产你想要的分子 - 疫苗,抗生素等更多相关信息:为什么这个病毒有蜘蛛脱氧核糖核酸

制造药物不是这项技术的唯一用途通过将细胞内部冷冻干燥到小纸盘上,Pardee还创造了一种检测重要疾病的廉价方法,如Zika和Ebola,而不依赖于实验室或测序仪器添加滴剂如果病毒存在,唾液或血液会变成纸盘,如果病毒存在,它们就会改变颜色Pardee从未想过任何这种方法都会起作用“我认为我们不可能冻干这些东西,让它们全部重新构成并成为活跃,“他说”我认为这可能是其他人没有尝试的原因“这种方法是一个不断发展的领域,称为合成生物学的一部分,科学家将生物基因重新组合成大胆的新组合通过编写新的遗传程序,他们可以生产酿造抗疟药物的酵母,或杀死和杀死癌细胞的肠道微生物这种方法很强大,但它的实践者仍然需要生长修饰细胞,处理所有混乱生物学的不可预测性,以及对仍然关注转基因生物安全性的公众的应对相关:人类:异常凶残的哺乳动物,通常是杀戮的灵长类动物导致Pardee完全免除生物体的原因为什么不采取所有机器通常的细胞用来运行奇特的遗传程序,并将它们加载到其他东西 - 无生命的东西,如塑料管或一张纸

这就像是将计算机的操作系统下载到记忆棒上,并直接从那里运行它在2012年夏天首次尝试了这个

一个下午晚些时候,他用一个尖锐的东西在一张纸上绘制圆圈到这些中间

圈子里,他丢弃了35种细菌酶,然后冷冻干燥了 - 并等待最后,他用水复活酶,并给他们一些指示 - 一块DNA,编码一个发光的绿色分子,果然,纸盘启动发光的绿色它现在有用,它用于什么

事实上,柯林斯团队的另一名成员Alex Green正在分别开发一套用于快速诊断病毒性疾病的遗传程序称为立足体开关,这些程序旨在识别特定病毒的遗传物质

激活一种产生独特颜色的基因 - 比如,一种紫色颜料

立足点开关将看不见的病毒变成可见的信标它们也让Pardee用于他的新纸质技术“我想:哇,我们可以将它们结合在一起,”他说,相关:一场大型干旱即将来到美国的西南部他和格林设计了可识别埃博拉病毒的开关,使用他们从互联网上下载的序列信息在一天之内,他们组装了开关,将它们冷冻干燥到纸上,并展示他们可以真正认识到病毒的基因他们甚至可以区分两种类型的埃博拉病毒 - 苏丹毒株,以及致命的扎伊尔病毒“这真的令人兴奋他说:“它是如此理性,快速和廉价”团队在2014年发表了他们的工作,并在第二年完善了这一过程“到2015年底,我们已经解决了很多挑战,”Pardee说道

 然后,在1月,Zika爆发袭击Zika是一种病毒性疾病,可以阻碍婴儿的大脑发育,并及早发现它是一种疼痛您可以寻找对病毒起反应的抗体,但这些往往会发现基因相似的病毒像登革热一样,它们可以在相同的地方找到你可以对病毒的基因组进行测序,但是这需要将血液样本运送到拥有复杂实验室和科学设备的城市你真正想要的是一种便宜,可靠的传感器,可以带到现场“吉姆打电话给亚历克斯和我,并说这里有机会再次展示我们的技术,并显示其相关性,“帕迪说,他们放弃了所有其他工作并开始工作团队迅速开发了一种纸质,变色的Zika传感器,并将其合并进入价值250美元的电子阅读器这是敏感的:它可以检测被感染的猴子血液中非常低浓度的病毒

具体来说:它对登革热病毒没有反应它甚至可以告诉不同的病毒不同的Zika菌株之间的差异,即使它们因单一的遗传变化而不同而且只花了六周的时间才能生成下一次将更加快速Green现在开发了一个计算机程序,它将查看病毒的基因组和设计立即识别的转换开关特定序列 - 那些在其他病毒或人类基因组中找不到的序列“该算法确实为团队带来了很多繁重的工作,”Pardee说道

“我们现在可以为一个新目标推出一个系统“与此同时,该团队刚刚获得了现场试验的资金,他们将在南美洲的大量人群中测试他们的Zika传感器,因为所有这些都在同样的冷冻干燥,无细胞运行组件,传感器应该在热带爆发的热量和湿度下工作Zika传感器暗示冻干提取物最激动人心的应用在其核心,它是一种按需生产有色化学品的方式因为它有效,它在生产设施稀缺的热门发展中国家也可能生产更多医学上有用的物质,如药物和疫苗,并且冷链限制药物的使用对于这种应用,Pardee的团队避免使用纸张他们冻干DNA指令制作选择的化学品,执行这些指令的酶,以及为制造过程提供合适条件的液体结果是“反应颗粒” - 暂停时的化学反应按压游戏,只需加水这样,该团队创造了多种医学分子,包括:用于杀灭细菌的抗菌化学品;用于靶向癌细胞的抗体;和白喉疫苗一样的疫苗,由于它对解冻和重新冷冻非常敏感,因此分发具有挑战性

产品都表现得如预期的那样:抗体真的能够攻击癌细胞,疫苗引发了小鼠强烈的免疫反应“每种产品有自己的个性和要求,但一旦你有了这些条件,这个过程是可靠的,“Pardee说这个过程也很有效它生产的白喉疫苗的数量与商业系统相当,成本只是其他化学品的一小部分,像一些抗菌剂一样,制造成本更高,但“成本至少足够接近,你会感觉到在现场制造药物的额外好处,”Pardee说,“它只会变得更便宜”这个过程的基本方法早已为人所知,但它们在这个问题上的应用是独一无二的,并展示了将工程学与生物学相结合的力量,来自加州大学伯克利分校数十年的合成生物学家Danielle Tullman-Ercek表示,这项技术可能允许远程丛林或南极站的研究人员根据需要制造药物和疫苗,只要他们带来一个冻结库 - 用它们制成干燥的颗粒图书馆甚至可能不是必需的目前,制造DNA仍然很昂贵但是随着合成器的成本下降,“你可以传递分子制造指令的序列 - 基因 - 并让它们合成现场,“Pardee说道,一群宇航员在前往火星的途中,通过下载生产最新药物的说明并将其添加到一个简单的冻干颗粒中来处理病态的船员

这个故事最初出现在TheAtlanticcom 更多来自大西洋:反对唐纳德特朗普,如何发送电子邮件