讓細菌「從良」很難？新技術提速1萬倍，幾年的工作量1天完成！

研究人員經常會用工程方法改造細菌或者酵母，例如，研究人員創造的細菌可以吞食塑料垃圾、製作生物燃料或者胰島素，有時他們創造的酵母能夠生成牛奶或者乳酪，在實驗室就可以生成，不需要牛；要改造小細菌或者酵母，當中有一個步驟很麻煩：將新的DNA放進細胞。

如果某個特殊物種之前沒有用工程技術改造過，如何讓它的細胞接受DNA呢？解決此問題往往需要幾個月甚至幾年的時間。事實上，插入DNA的工作相當乏味。一般來說，研究人員會用手動方式操作，通過吸移管將一個細胞樣本放進小室，小室裡面已經插入了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。MIT一家創業公司現在開發出新技術，可以讓尋找的速度提高1萬倍。

這家創業公司名叫Kytopen，Paulo Garcia是公司的聯合創始人，他還是MIT的研究科學家，Paulo Garcia說：「在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了很大的突破。然而當我們將DNA放進細胞時卻碰到了瓶頸。」

研究人員製作一個流體通道，寬度和頭髮絲差不多，通道中間比較狹窄，研究人員將通道放在吸移管尖端。當細胞以流動方式穿過通道，電荷會在細胞上開孔，這樣就可以將DNA放進中央。因為通道的形狀比較特殊，電荷處在最高位的時間會極力縮短，這樣一來細胞不會嚴重損壞，處理之後仍然可以生存下去。

如果使用目前已有的技術，一次只能處理一個細胞樣本，有些人一小時之內能處理50個樣本。新系統一次可以處理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，一小時之內，新技術的處理數量和舊系統一年的處理數量差不多。

Ginkgo Bioworks用細菌製作香水、調料及其它產品，公司創始人Barry Canton說：「在基因工程領域，如果只是坐在電腦前，輸入DNA代碼，然後就能得到自己想要的結果，這種好事不太可能發生……我們要做的就是嘗試一些設計，看看它們的表現如何，然後不斷重複，直到找到自己想要的，這是一種方法；還有另一種方法，從一開始就制定10000種不同的設計，嘗試所有的設計，快速找到哪個可用。」Gingko建有龐大的研究設施，裡面到處是機器人，有了新技術的幫助它可以加速研究；如果是一般的實驗室，新技術帶來的變化尤其巨大。

如果使用新技術，與以前相比，能夠處理的細菌或者酵母種類更多，因為新技術解決了另一個難題：創造有利條件，讓特定種類的細菌或者酵母接受DNA。照估計，細菌的種類有幾百萬種，Kytopen創始人說，科學家社區只能栽培或者獲取其中的1%，至於用基因工程加工的種類就更少了。

如果研究人員能夠用工程方法進入之前不能進入的種類，也許可以找到新的解決方案。Kytopen聯合創始人、MIT機械工程副教授Cullen Buie說：「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，用於食物生產和生物燃料製作。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。」

技術會帶來怎樣的影響？Buie認為很難預測。他說：「如果處理的速度快了很多，人們就會問一些新問題，之前因為任務太繁重，大家不能研究這些問題。總之，這是一門作用極大的技術。我們沒有吹捧的意思，真不希望大家有這樣的感覺，如果你能在一小時之內將一年的工作做完，那肯定會給研究工作帶來巨大的變化。」

Kytopen拿到了The Engine的投資，The Engine是MIT成立一個加速器項目，它向出色的創意提供資金支持，這些創意可能很難從VC公司手中拿到資金。Kytopen是The Engine首批投資項目中的一個，它還向Analytical Space和iSee投資。Analytical Space開發系統，從太空傳輸高速數據；iSee為人機協作開發下一代AI。Buie說：「如果沒有The Engine，像我們這樣的技術可能會陷入危險境地，它不再是基礎研究（科學方面的研究已經做完了），不是軟體，也不是目前VC公司願意投資的其它領域。如果這樣的技術中途夭折，真是一件很可惜的事，的確有許多技術不幸死亡。」

原文鏈接：https://www.fastcompany.com/40468622/this-new-system-helps-bioengineering-happen-10000-times-faster

（36氪編譯組出品，未經許可禁止轉載。編輯：郝鵬程）

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