Vuoteen 1982 saakka kuka tahansa, joka käytti insuliinia diabeteksen hoitamiseen, sai sen siitä, mitä ajattelimme nyt epätavallisena lähteenä: teurastamoista korjattujen lehmien ja sikojen haima, joka on lähetetty massalla lääkevalmistuslaitoksille. Mutta kaiken insuliinin hankkimisella tällä tavalla oli ongelmia - lihamarkkinoiden vaihtelut vaikuttivat lääkkeen hintaan, ja ennustetun diabeetikoiden määrän lisääntymisen vuoksi tutkijat olivat huolissaan siitä, että insuliinin tarjonnan puutteet saattavat ilmetä seuraavien vuosikymmenien aikana.
Kaikki muuttui, kun käyttöön otettiin ensimmäinen synteettinen ihmisinsuliini Humulin. Mutta lääke oli virstanpylväs myös toisesta syystä: Se oli ensimmäinen geenitekniikan tuottama kaupallinen tuote, jonka syntetisoivat bakteerit, joita oli muutettu sisällyttämään ihmisen insuliinin tuottamiseen tarkoitettu geeni.
Viime vuonna American History Museum osti kourallisen avainalueita Humulinin luomiseksi Genentechiltä, joka on sen kehityksestä vastuussa oleva San Francisco -yritys, ja julkaisi ne viime viikolla näytölle, jonka otsikko oli ”Biotekniikan syntymä”, ja antoi kävijöille tutkia geenitekniikan aikakauden kynnystä.
Varhaisessa geenitutkimuksessa käytetyt elektroforeesilaitteet Genentechissä (Amerikan historian kansallismuseo) Genentechin työ alkoi 1970-luvulla parin Bay Area-tutkijan, Herbert Boyerin (UC San Francisco) ja Stanley Cohenin (Stanford) tekemästä löytöstä: Monisoluisista organismeista, mukaan lukien ihmiset, geenit voidaan implantoida bakteereihin ja toimia edelleen normaalisti. Pian sen jälkeen he ryhtyivät yhdessä pääomasijoittaja Robert Swansonin kanssa perustamaan yritystä toivoen käyttävänsä geenitekniikkaa kaupallisesti kannattavan tuotteen luomiseen.
Varhain he päättivät, että insuliini oli looginen valinta. ”Se oli kätevää. Se oli helppo käsitellä proteiinia, ja se oli tietysti jotain, jota monet ihmiset tarvitsivat ”, kertoo näytöllä työskennellyt Smithsonian-kuraattorit Diane Wendt.
Yksi heidän ensimmäisistä saavutuksistaan oli ihmisen insuliinigeenin synteettinen rakentaminen laboratorioon, yksi geneettinen emäspari pariin kerrallaan. Järjestyksensä tarkkuuden tarkistamiseksi he käyttivät tekniikkaa, jota kutsuttiin geelielektroforeesiksi, jossa sähkö pakottaa DNA: n geelin läpi. Koska suuret DNA-palat kulkeutuvat hitaammin kuin pienemmät palat, prosessi suodattaa geneettisen materiaalin tehokkaasti koon perusteella, jolloin tutkijat voivat valita haluamansa palat, joka on yksi varhaisissa geenisekvenssimenetelmissä käytettävistä avainkohdista.
Elektroforeesi on edelleen laajalti käytetty, mutta Genentechin lahjoittamat laitteet ovat selvästi improvisoituneempia kuin laboratorioissa nykyään nähneet vakioasetukset. "Voit nähdä, että se on kuin käsin tehty", sanoo Mallory Warner, joka työskenteli myös näytöllä. "He käyttivät lasilevyjä ja sideaineleikkeitä, koska he työskentelivät todella nopeasti koko ajan ja he halusivat jotain, jonka ne voisivat purkaa ja puhdistaa helposti."
Mikrofore, jota käytetään pienten, räätälöityjen lasinsoittimien valmistukseen, valmistettu joskus noin vuonna 1970 (Amerikan historian kansallismuseo) DNA: n ja muiden mikroskooppisten molekyylien manipuloimiseksi tutkijat käyttivät erilaisia pieniä lasi-instrumentteja. He tekivät monet näistä työkaluista itse mikroforgen nimeltä laitteella - lähinnä ääripäätyökalujen myymälän, joka oli varustettu omalla mikroskoopilla, jotta päättäjät näkivät mitä tekevät.
Säiliö Eco R1: lle, entsyymille, jota käytetään geenitutkimuksessa Genentechissä pian Humulinin kehityksen jälkeen (Amerikan historian kansallismuseo) Kun syntetisoitiin geeni insuliinille, tutkijoiden piti assimiloida se bakteerin DNA: han, jotta organismi tuottaisi insuliinia yksinään. He käyttivät siihen erilaisia entsyymejä, mukaan lukien Eco R1, kemikaali, joka leikkaa DNA: n tarkkaan sijaintiin ympäröivien emäparien perusteella. Tutkijat uuttivat bakteereista pieniä DNA-molekyylejä, nimeltään plasmideja, katkaisivat ne näillä entsyymeillä, käyttivät sitten muita entsyymejä synteettisten insuliinigeenien ompelemiseen paikoilleen. Uusi hybridi-plasmidi voitiin sitten insertoida eläviin bakteereihin.
Käymissäiliö, jota käytetään geneettisesti muunnettujen bakteerien viljelyyn (Amerikan historian kansallismuseo) Sen jälkeen kun Genentech-tutkijat loivat bakteerit onnistuneesti insuliinigeenin kopioilla, he vahvistivat, että mikrobit pystyivät tuottamaan ihmisinsuliinia riittävinä määrin tämän kaltaisessa käymissäiliössä. Sitten geneettisesti muunnetut bakteerit siirrettiin Eli Lillyn tutkijoille, jotka alkoivat tuottaa niitä kaupallisina määrinä myytäväksi. Voila: synteettinen ihmisinsuliini.
Prototyyppigeeni, jonka ovat kehittäneet John Sanford, Ed Wolf ja Nelson Allen Cornellin yliopistossa (Cornell University) Tietysti biotekniikan tila kehittyi edelleen vuosina Humulin debyyttiä, ja museo on kerännyt merkittäviä esineitä myös tuosta ajasta. Yksi on geenipistoolin prototyyppi, jonka ovat kehittäneet Cornellin yliopiston tutkijat 1980-luvun puolivälissä.
Laite helpottaa tutkijoiden vieraiden geenien tuomista kasvisoluihin peittämällä pienet metallihiukkaset DNA: han ja ampumalla ne kasvisoluihin pakottaen pienen osan geneettisistä materiaaleista tunkeutumaan solujen ytimiin ja pääsemään heidän genomiinsa. Alkuperäisessä geenipistoolin prototyypissä käytettiin muunnettua ilmapistoolia ampumamekanismina, ja tekniikka osoittautui menestyväksi, kun se modifioi sipulisoluja, jotka valittiin suhteellisen suureksi kooltaan.
Cetus Corporationin (Cetus Corporation) tutkijoiden rakentama ensimmäinen lämpösyklilaite Toinen myöhempi innovaatio aloitti biotekniikan aikakaudella vakavasti: polymeraasiketjureaktio tai PCR, kemiallinen reaktio, jonka kehitti vuonna 1983 biokemisti Kary Mullis ja jonka avulla tutkijat pystyivät automaattisesti monistamaan DNA-näytteen suuremmiksi määrinä huomattavasti vähemmän manuaalista työtä. Ensimmäinen prototyyppinen PCR-kone tai lämpösykleri perustui tutkijoiden tietoon siitä, kuinka entsyymit, kuten DNA-polymeraasi (joka syntetisoi DNA: ta pienemmistä rakennuspalikoista), toimivat eri lämpötiloissa. Se veti lämmitys- ja jäähdytysjaksoja tuottaakseen nopeasti suuria määriä DNA: ta pienestä näytteestä.
”Biotechin syntymä” on nähtävissä Amerikan historiamuseon pohjakerroksessa huhtikuun 2014 ajan.
