这篇客座文章由盟友黄是麻省理工学院的四年级博士生。
虽然我一直很喜欢在高中学习生物,但直到我第一次开始工作分子生物学我在大学的实验室真的我爱上了它。我从课本上学到的那些看似抽象的生物反应让我脑子里一片空白,让我思考:我希望我能早点有这样的经验!
毕竟,学生们在物理课上构建电路是为了学习电子知识,或者在化学课上把化学物质混合在一起看看会发生什么,但在生物学上,尤其是分子和细胞水平的话题上,并没有真正等同于“化学工具包”的东西。原因在于成本和复杂性——任何在实验室工作的人都知道微量的试剂有多昂贵,不同的机器有多复杂(又是多么昂贵),以及有多少规章制度来保证每个人的安全。这些都不利于教室的设置,尤其是对于预算有限的学校。
而越来越多的以分子生物学为基础的活动正在进入高中教室,比如凝胶电泳分离DNA或用绿色荧光蛋白转化细胞在美国,这些活动仅限于那些有幸有资金和资源向学生提供这些活动的学校。我的愿望是创造一套低成本、易于使用的教育生物学活动——任何学校都能负担得起——这促使我去开发BioBits探险家TM和BioBits明亮TM,基于冻干、无细胞(FD-CF)成分的生物包。
在细胞外制造蛋白质-细胞提取物
一般来说,如果你想制造蛋白质绿色荧光蛋白-你首先需要编码它的DNA序列。然后,这个DNA序列需要被整合到宿主细胞中(通过一个叫做转换),实质上是给细胞通过转录和翻译产生绿色荧光蛋白所需的所有指令。不幸的是,将活细胞放在教室会带来设备需求,如摇床和培养箱,以及生物安全问题,如如何处理活细胞。另一种方法是以游离细胞的方式表达蛋白质。这就像把引擎从车里拿出来一样——你仍然可以使用引擎作为动力来源,但现在你不必担心操纵汽车的其他部分了。类似地,细胞自由表达系统包含了生产蛋白质所需的所有部分,而不需要处理一个活的、复制的有机体。此外,无细胞系统可以被冻干成颗粒(FD-CF颗粒),使其保持货架稳定性,直到加入水和蛋白质生产进行。
FD-CF颗粒对学生来说很容易在课堂上使用,因为学生只需要加水来表达各种蛋白质。FD-CF反应的成本效益也很好,每个反应的成本仅为10美分,这使得许多学校都负担得起FD-CF反应设计的活动。最重要的是,FD-CF反应实验对学生来说是有趣和吸引人的。例如,在我们的BioBits工具包中,我们设计了FD-CF实验,其结果是学生可以很容易地感觉到的输出,无论是他们可以看到的明亮荧光蛋白,可以将某些化学物质转化为他们可以闻到的香味的酶,还是可以创造他们可以触摸的水凝胶的酶。金宝搏app下载通过BioBits,我们希望学生将他们在教科书中所学到的事实与他们可以看到、闻到和触摸到的现实世界的结果联系起来。在此过程中,我们希望他们也能看到生物学是多么有趣!
bioobits能为你做什么?
我们最初开发的bioobits试剂盒是用于高中教室,但它可以广泛适用于各种环境。如果您是一名小学、初中或高中的生物教师,请随时查看我们的工具包和配套课程,看看是否有适合您的课程计划的活动。如果你是一名大学水平的教师,也许可以考虑使用一些生物比特的元素来将你的本科生从教室过渡到实验室。你可以让你的本科生亲身体验中心教条,同时也让他们练习实际的实验室技能,比如发展假设、精确移液和良好的记录。最后,如果您是一位有兴趣利用BioBits平台将您的研究想法应用到实际教学活动中的研究员,请与我们联系!我们会和你们一起宣传你们的质粒及其潜在的教育用途。我们相信,生物教育应该向每个人开放,并希望建立一个开源的用户社区,他们可以分享彼此的经验和知识,帮助学习生物更有趣一点-一点一点。
盟友黄是麻省理工学院生物工程专业的四年级博士生,他对开发基于合成生物学的工具来推广和倡导科学很感兴趣。你可以给她发电子邮件盟友@mit.edu.
参考文献
1.黄,爱丽等。“BioBits™Explorer:模块化合成生物学教育工具包。”科学的进步4.8 (2018): eaat5105。PubMedPMID:30083608.公共医学中心PMCID: PMC6070312.
2.Stark, Jessica C.等。BioBits™Bright:荧光合成生物学教育套件科学的进步4.8 (2018): eaat5107。PubMedPMID: 30083609.公共医学中心PMCID: PMC6070313.
Addgene博客上的额外资源188博金宝官网
在Addgene.org上的资源
留下你的评论