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這家MIT新創公司 讓DNA放進細胞的速度提升一萬倍

2017/09/22 編譯/編輯部

麻省理工學院(MIT)機械工程系副教授布依(左)、研究科學家賈西亞(右)共同創辦Kytopen。(圖/翻攝自The Engine網站)

麻省理工學院(MIT)機械工程系副教授布依(左)、研究科學家賈西亞(右)共同創辦Kytopen。(圖/翻攝自The Engine網站)

一般來說,研究人員經常使用工程方法改造細菌或酵母。比如藉此創造能吞食塑料垃圾、製作生物燃料或胰島素的細菌,有時候,甚至不需要牛隻,利用創造的酵母,在實驗室就能生成牛奶或者奶酪。

無論改造小細菌或是酵母,其中有一項步驟十分麻煩,就是將新的DNA放進細胞。

如果某個特殊物種不曾以工程技術改造,如何讓它的細胞接受DNA 呢?想解決這個問題,往往得花上數個月甚至數年。

事實上,插入DNA的工作相當乏味。一般而言,研究人員以手動操作,透過吸移管,將一個細胞樣本放進小室,小室裡面已經插入DNA,一次只能移一個,研究人員要從幾百萬,甚至幾十億個細胞中仔細尋找,直到獲得最滿意的結果。

不過,由麻省理工學院(MIT)研究科學家賈西亞(Paulo Garcia)、機械工程系副教授布依(Cullen Buie)共同創辦的Kytopen,所開發的新技術,能讓尋找的速度提高一萬倍。

根據《Fast Company》報導,賈西亞指出,目前DNA編寫與閱讀方面技術的進步速度很快,分析序列數據的技術,也有很大的突破。「然而,當我們將DNA放進細胞時,卻碰到了瓶頸。」

研究人員製作一個寬度和髮絲差不多的流體通道,通道中間比較狹窄,研究人員將通道放在吸移管的尖端。當細胞以流動方式穿過通道,電荷會在細胞上開孔,如此,就能將DNA放進中央。

由於通道的形狀比較特殊,電荷處在最高位的時間會大幅縮短,讓細胞不會嚴重損壞,處理之後,仍能繼續生存。

若使用現有技術,一次只能處理一個細胞樣本,有些研究人員能於一小時內,處理50個樣本。新系統一次能處理96個,甚至更多樣本,每個樣本有一百萬個細胞,幾分鐘就可以生成幾十億個新變體。

正因如此,一小時內,新技術的處理數量和舊系統一年的處理數量差不多。

與以前相比,這項新技術能處理的細菌或者酵母種類更多,因為其解決了另一個難題:創造有利條件,讓特定種類的細菌或者酵母接受DNA。

依據估計,細菌的種類高達幾百萬種,如果研究人員能以工程方法,進入之前不能進入的細菌種類,也許可以找到新的解決方案。

布依認為,這些有機體也許可以創造出新的治療蛋白質,或者孕育出抗生素、生成酶,用於生產食物、製作生物燃料。「在生物領域有無窮的可能性,只是因為我們無法進入,所以不知道。」他表示,當前仍難以預測技術會帶來哪些影響。

目前,Kytopen已獲得MIT旗下加速器The Engine的投資。The Engine向許多出色,但是可能不受創投青睞的技術提供資金。Kytopen也是The Engine首批投資項目的其中之一。

「如果沒有The Engine,像我們這樣的技術,很可能會陷入危險,因為它不再是基礎研究(已完成科學方面的研究),不是軟體,也不是目前創投願意投資的領域。如果這樣的技術中途夭折,真的很可惜,」布依也觀察到,確實有許多新穎的技術由於缺少資金,而不幸「死亡」。

 

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