Стартапы в сфере синтетической биологии привлекают миллиарды инвестиций, а спрос на специалистов в этой сфере растет. Однако в школах и детских обучающих центрах до сих пор нет курсов по биосинтезу. Учебным заведениям проще организовать кружок по программированию и робототехнике, поскольку для них не нужны дорогостоящие биореакторы, а также живые бактерии и клетки.
Команда американских биоинженеров из Массачусетского технологического института, Гарвардского университета и Северо-Западного университета разработала два набора для биосинтеза, которые работают по принципу «просто добавь воды». Как поясняют ученые в статье, опубликованной в Science Advances, для школьных экспериментов не нужны живые клетки и бактерии. В наборы включены сублимированные компоненты, которые подвергают лиофилизации — методу высушивания и заморозки. Технологию обычно используют для упаковки сухой плазмы и вакцин, а также для изготовления сублимированного кофе.
В таком состоянии материал не портится под воздействием внешней среды и легко транспортируются. Для начала эксперимента достаточно соединить органические компоненты с водой. Пока школьникам доступны два набора — BioBits Bright и BioBits Explorer. С их помощью можно синтезировать РНК и белки.
«Мы создали эти наборы, чтобы школьники смогли оценить результаты биологических реакций на вид, на ощупь и на запах. Надеюсь, что это вдохновит больше детей на изучение STEM-дисциплин, а главное, даст понимание того, по каким принципам работает биология», — цитирует исследователя Элли Хуань Science Daily.
Первый комплект — BioBits Bright — состоит из шести образцов лиофилизированной ДНК, каждый из которых кодирует флуоресцентные белки разного цвета, и субстрата из реагентов для синтеза белков. Компоненты достаточно соединить с водой и поместить в инкубатор. Спустя несколько часов можно будет наблюдать свечение. Инкубатор обойдется примерно в $30, а подсвечивающее устройство — в $15. Школьники смогут самостоятельно синтезировать наборы определенных цветов и создавать из них изображения.
Набор BioBits Explorer обойдется в $200, но с его помощью можно будет оценить биологические реакции на ощупь и на запах. Например, преобразовать изоамиловый спирт в изоамилацетат — вещество с выраженным банановым запахом. Explorer также позволяет создавать гидрогели с мягкой консистенцией, которые можно подержать в руках. Кроме того, на основе комплекта школьники смогут создать биосенсор, способный по ДНК распознать банан и киви.
Комплекты по синтетической биологии уже испытали в некоторых школах Чикаго, причем как в старших, так и в средних классах. По словам ученых, учителя и школьники быстро осваивают принципы работать с BioBits и практически сразу могут проводить успешные эксперименты на одном уровне с профессиональными биологами.
По прогнозам экспертов, STEM-направление, к которому относятся математические, инженерные, технологические и естественнонаучные дисциплины, будет играть решающую роль в экономическом развитии государств в будущем. От количества и качества технологических специалистов будет зависеть положение страны на мировой арене, а образование станет вопросом национальной безопасности.
