Pengusaha yang berbasis di San Francisco, Antony Evans, memiliki ide radikal untuk membatasi penggunaan listrik: "Bagaimana jika kita menggunakan pohon untuk menerangi jalan-jalan kita alih-alih lampu jalan listrik?"
Evans dan koleganya, ahli biologi Omri Amirav-Drory dan Kyle Taylor, ingin membuat tanaman yang benar-benar bercahaya. Evans terinspirasi oleh organisme transgenik, tumbuhan atau hewan dengan gen spesies lain dalam DNA mereka sendiri, yang telah digunakan untuk memenuhi banyak kebutuhan manusia. Gen dari bakteri Bacillus thuringiensis secara rutin diperkenalkan ke jagung dan kapas, misalnya, untuk membuat tanaman tahan serangga. Dalam satu metode yang disebut "pharming, " para ilmuwan telah memasukkan gen manusia ke dalam tumbuhan dan hewan sehingga inang ini dapat menghasilkan protein untuk obat-obatan. Yang lain telah menambahkan gen dari jeli kristal yang bertanggung jawab untuk menciptakan protein fluoresen hijau untuk hewan seperti kucing dan babi; dengan cara ini, mereka dapat menentukan apakah suatu penyakit telah ditularkan dari satu generasi ke generasi lain, hanya dengan melihat apakah keturunannya bersinar dalam gelap.
Musim semi ini, tim Evans memposting video ke Kickstarter, menjelaskan bagaimana mereka berencana untuk memasukkan gen dari bakteri bioluminescent ke dalam spesies flora sebagai langkah pertama untuk menciptakan pohon bercahaya. Untuk memberi makan imajinasi pemirsa, video menyertakan gambar Pandora, pengaturan abad ke-22 yang bercahaya dari film Avatar . Dalam kampanye 46 hari yang sangat sukses, kelompok itu mengumpulkan hampir $ 500.000 untuk mendanai upaya tersebut. Saya berbicara dengan Evans tentang proyeknya.
Para ilmuwan secara genetika merekayasa pabrik cahaya-dalam-gelap yang paling pertama pada 1980-an, tanaman tembakau dengan gen kunang-kunang yang dimasukkan ke dalamnya. Secara historis, apa tujuan melakukan ini?
Pertama kali, saya pikir, hanya proyek percontohan. Tetapi para ilmuwan telah menggunakannya sejak itu untuk mempelajari hal-hal seperti pertumbuhan akar. Mereka benar-benar menggunakannya untuk tujuan penelitian dasar.
Secara tradisional, apa yang telah mereka lakukan adalah memasukkan gen untuk luciferase [enzim dari organisme luminescent] bersama dengan promotor [sebuah wilayah di awal gen yang memerintahkan sel untuk memulai transkripsi, langkah pertama untuk menghasilkan protein] dan kemudian tambahkan luciferin [bahan kimia yang menghasilkan cahaya ketika teroksidasi] secara manual. Mereka bahkan memiliki tanaman bercahaya ini di Stasiun Luar Angkasa Internasional, jadi itu adalah teknik yang cukup mapan.
Untuk proyek tanaman bercahaya Anda, Anda telah memilih untuk menggunakan spesies berbunga yang disebut Arabidopsis thaliana . Kenapa tanaman ini?
Kami memilih pabrik ini karena telah dipelajari dengan sangat baik oleh komunitas akademik. Ini adalah lalat buah biologi tanaman. Alasannya telah banyak dipelajari adalah karena ia memiliki genom terpendek dari tanaman [berbunga].
Gen apa yang Anda tambahkan untuk membuat cahaya?
Kami menggunakan gen dari Vibrio fischeri . Itu adalah bakteri laut.
Bagaimana ini dilakukan? Bisakah Anda membawa saya melalui proses membuat tanaman bercahaya?
Kami mulai dengan perangkat lunak yang disebut Genome Compiler. Genome Compiler memungkinkan kita untuk mencari urutan gen dan kemudian memodifikasi urutan gen tersebut dalam antarmuka pengguna grafis yang bagus. Kami menggunakan perangkat lunak itu untuk mencari gen Vibrio fischeri, dan kemudian kami melakukan sesuatu yang disebut kode dan optimisasi, yang pada dasarnya menyesuaikan urutan sehingga mereka [bekerja] pada tanaman bukan pada bakteri. Kami kemudian mensintesis DNA. Ada tombol "cetak", dan kami "cetak" DNA itu. Itu mengirim email file ke perusahaan, yang membuat DNA untuk kita. Mereka mengembalikan itu kepada kita, dan kemudian kita melakukan dua hal.
Pertama, kami memasukkan DNA ke dalam beberapa bakteri yang disebut agrobacterium. Bakteri itu sangat pandai, telah menemukan cara melakukan rekayasa genetika sendiri. [Bakteri] memasukkan DNA ke gamet betina tanaman. Kita dapat menumbuhkan benih yang berasal dari bunga-bunga itu, dan kita akan memiliki DNA yang kita rancang pada komputer di pabrik. Hal kedua yang kami lakukan adalah menggunakan senjata gen, yang merupakan peralatan yang menembakkan DNA dengan kecepatan tinggi ke dalam sel tanaman. Beberapa dari sel-sel itu akan menyerap DNA dan mulai mengekspresikannya.
Anda melakukan tugas Anda di BioCurious, sebuah laboratorium bio komunitas di Sunnyville, California, di Silicon Valley. Tapi bagaimana DIY ini? Apakah ini sesuatu yang dapat dikerjakan oleh seorang tukang garasi?
Sebagai bagian dari kampanye Kickstarter, kami memiliki kit, yang dapat Anda gunakan untuk membuat salah satu dari tanaman ini. Bagian yang sulit adalah mendesain urutannya, tetapi begitu seseorang berhasil menemukannya, Anda dapat mengikuti resepnya.
Semua mengatakan, Anda memiliki 8.433 pendukung Kickstarter menjanjikan $ 484.013. Apakah reaksi ini mengejutkan Anda?
Kami menargetkan $ 65.000, jadi itu bagus bahwa kami mendapat begitu banyak. Dengan Kickstarter, Anda tidak pernah tahu. Kami tahu kami memiliki sesuatu yang menarik, karena semua orang ingin membicarakannya. Tapi, kami tidak tahu itu akan menjadi sebesar ini.
Seberapa realistis untuk berpikir bahwa suatu hari kita bisa memiliki pohon-pohon yang bersinar di jalan-jalan gelap daripada lampu jalan?
Kami pikir itu harus layak, tetapi jelas merupakan tujuan jangka panjang. Tantangan besar dengan pepohonan adalah bahwa pohon membutuhkan waktu lama untuk tumbuh. Melakukan percobaan di pohon dan menguji berbagai promotor akan memakan waktu lama. Kami benar-benar membutuhkan satu dari beberapa teknologi berbeda untuk keluar. Satu akan menjadi teknologi simulasi yang lebih baik, sehingga kita bisa mensimulasikan urutan gen di komputer. Dua adalah printer bio atau sejenisnya, sehingga kita dapat mencetak daun dan menguji secara realistis urutan pada daun [daripada harus menunggu seluruh pohon untuk tumbuh]. Atau, yang ketiga adalah cara melakukan terapi gen pada pohon dan menyesuaikannya secara in situ dan menggunakannya untuk mengubah DNA mereka. Kami membutuhkan beberapa pengembangan di salah satu dari itu sebelum kami dapat benar-benar mengambil pohon besar.
Dalam perhitungan awal, Anda mengetahui bahwa pohon bercahaya yang menutupi sekitar 1.000 kaki persegi akan menghasilkan cahaya sebanyak lampu jalan.
Ini akan menjadi jenis efek pencahayaan yang sangat berbeda. Jika Anda memikirkan cara hari itu dinyalakan, cahaya datang dari seluruh langit; itu tidak hanya datang dari suatu titik, sedangkan bola lampu berasal dari suatu titik. Pencahayaan kami akan jauh lebih tersebar dan kami berpikir jauh lebih indah.
Apa pandangan Anda sekarang?
Kami fokus pada mengeksekusi hal-hal yang kami janjikan kepada pendukung Kickstarter kami. Jadi, kami sedang melakukan pekerjaan, menyiapkan laboratorium, memesan DNA dan mulai mengubah tanaman [ Arabidopsis ].
Anda dan kolega Anda berjanji untuk mengirim setiap pendukung, dari tingkat donasi tertentu, sebuah pabrik bercahaya. Apa yang bisa diharapkan orang? Seberapa kuat cahayanya dan berapa tahan lama?
Lampu akan menyala di malam hari selama tanaman hidup, tetapi tidak akan super terang. Kami bertujuan untuk sesuatu seperti cat cahaya-dalam-gelap. Anda harus berada di ruangan gelap, dan kemudian Anda bisa melihatnya bercahaya redup. Dari sana, kami akan berupaya mengoptimalkan dan meningkatkan output cahaya.
Dalam video kampanye, Anda berkata, "tanaman bercahaya adalah simbol masa depan." Seperti apa masa depan Anda?
Masa depan yang kita maksudkan adalah masa depan biologi sintetis. Kami pikir teknologi semacam ini akan menjadi demokratis; itu akan dapat diakses oleh banyak orang. Saya ingin melihat masa depan di mana remaja dan amatir adalah rekayasa genetika di rumah atau di laboratorium bio DIY. Kami ingin mewakili masa depan itu, untuk memberi tahu orang-orang bahwa ini akan datang dan memulai diskusi seputar teknologi ini — apa artinya dan apa artinya bagi kami.
Teknologi ini dengan cepat diadopsi. Ini akan menjadi sangat transformasional, dan saya pikir sudah saatnya orang-orang menjadi sadar akan hal itu dan potensi itu, untuk menaruh minat padanya. Akan ada beberapa peluang luar biasa di dalamnya, jadi jika orang melihat proyek dan berpikir "Saya ingin melakukan itu, " saya pikir jawabannya adalah "Anda bisa." Pergi saja ke laboratorium bio DIY lokal Anda dan mulai bermain-main, mulai belajar.
Apakah ada organisme transgenik lain yang menurut Anda menjanjikan?
Ada banyak orang yang mengerjakan hal-hal, ton dan ton dan ton. Jika Anda melihat proyek-proyek Foundation iGEM [International Genetically Engineered Machine], Anda dapat melihat beberapa hal luas dan beragam yang sedang dilakukan. Sutera laba-laba itu keren. Saya pikir orang-orang yang mengerjakan daging versi baru itu keren. Ada beberapa hal menarik yang terjadi dengan ganggang di laboratorium bio di South Bay [San Francisco], BioCurious. Rekayasa ganggang sehingga kita bisa menggunakannya untuk produksi energi — saya pikir ada banyak pekerjaan yang harus dilakukan untuk itu, tetapi sangat menjanjikan.
Apakah ada proyek yang membuat Anda khawatir?
Tidak untuk sekarang. Tapi, saya pikir beberapa hal menakutkan akan terjadi pada akhirnya.
Beberapa orang menyatakan keprihatinan dengan Anda mendistribusikan tanaman bercahaya dan melepaskan tanaman sintetis ke alam liar. Apa yang harus Anda katakan kepada mereka yang takut akan hal ini?
Orang-orang telah menjadi pabrik rekayasa genetika selama beberapa dekade sekarang. Kami hanya mengikuti jejak semua tanaman lain yang telah dirilis dalam 20 tahun terakhir. Kami tidak berpikir kami melakukan sesuatu yang sangat berbeda. Apa yang berbeda tentang proyek ini adalah bagaimana ia didanai dan bahwa pekerjaan itu berlangsung di laboratorium bio DIY daripada di lembaga penelitian profesional.
