1982年まで、インスリンを使用して糖尿病を管理した人は誰でも、今では珍しいソースと考えていたものからそれを手に入れました。牛と豚の膵臓、屠殺場から収穫され、大量に製薬加工工場に出荷されました。 しかし、すべてのインスリンをこのように入手することには問題がありました。肉市場の変動が薬の価格に影響を与え、糖尿病患者の数の増加が予測され、科学者はインスリン供給の不足が今後数十年以内に襲う可能性があることを心配させました。
それはすべて、最初の合成ヒトインスリンであるフムリンの導入により変わりました。 しかし、この薬は別の理由でもマイルストーンでした。それは、遺伝子工学から生まれた最初の市販製品であり、ヒトインスリンを産生する遺伝子を含むように改変された細菌によって合成されました。
昨年、アメリカ歴史博物館は、開発を担当するサンフランシスコのジェネンテック社からHumulinを作成するために使用されるいくつかの重要なアイテムを取得し、「バイオテクノロジーの誕生」というタイトルのディスプレイで先週公開しました。遺伝子工学の時代の夜明けを見てください。
Genentech（国立アメリカ歴史博物館）の初期の遺伝子研究で使用される電気泳動装置 Genentechの研究は、1970年代にカリフォルニア大学サンフランシスコ校のハーバートボイヤーとスタンフォード大学のスタンリーコーエンの2人のベイエリアの科学者が発見したことから始まりました。ヒトを含む多細胞生物の遺伝子は、細菌に移植されても正常に機能します。 その後すぐに、彼らはベンチャーキャピタリストのロバート・スワンソンとチームを組んで会社を設立し、遺伝子工学を使用して商業的に実行可能な製品を作成することを望んでいました。
早い段階で、彼らはインスリンが論理的な選択であると判断しました。 「便利でした。 それは扱いやすいタンパク質であり、明らかに多くの人々が必要としていたものでした」と、ディスプレイに携わったスミソニアンのキュレーターであるダイアン・ウェントは言います。
彼らの最初の成果の1つは、一度に1つの遺伝子塩基対であるヒトインスリン遺伝子を実験室で合成的に構築することでした。 それらの配列の正確さをチェックするために、彼らは電気がゲルを通してDNAを強制するゲル電気泳動と呼ばれる技術を使用しました。 DNAの大きな断片は小さな断片よりもゆっくりと移動するため、このプロセスはサイズによって遺伝物質を効果的にフィルター処理し、研究者が初期の遺伝子配列決定法の重要なステップの1つである必要な断片を選択できるようにします。
電気泳動は今でも広く使用されていますが、Genentechから寄贈された機器は、今日のラボで見られる標準的なセットアップよりも明らかに即興です。 「それは一種の手作業で作られているのがわかります」とマロリーワーナーは言います。 「彼らはガラスプレートとバインダークリップを使用していました。なぜなら、彼らは常に非常に迅速に動作しており、分解して簡単に掃除できるものが欲しかったからです。」
1970年頃に作られた、小さなカスタムガラス楽器の製作に使用されるマイクロフォージ（国立アメリカ歴史博物館） DNAやその他の微視的分子を操作するために、研究者はさまざまな小さなガラス器具を使用しました。 これらのツールの多くは、マイクロフォージと呼ばれるデバイスを使用して自分で作成しました。本質的には、極小のツールショップであり、独自の顕微鏡を備えて、メーカーが何をしているかを見ることができます。
ヒュームリン（国立アメリカ歴史博物館）の開発直後にジェネンテックで遺伝子研究に使用された酵素、Eco R1の容器 インスリンの遺伝子を合成した後、科学者はそれを細菌のDNAに同化させる必要がありました。 彼らは、周囲の塩基対に基づいてDNAを正確な位置で切断する化学物質であるEco R1など、さまざまな酵素を使用しました。 研究者は、バクテリアからプラスミドと呼ばれる小さなDNA分子を抽出し、これらの酵素でそれらを切断した後、他の酵素を使用して合成インスリン遺伝子を所定の位置に縫い付けました。 次に、新しいハイブリッドプラスミドを生きた細菌に挿入できます。
遺伝子組み換え細菌の培養に使用される発酵タンク（国立アメリカ歴史博物館） ジェネンテックの科学者は、インスリン遺伝子のコピーを持つバクテリアの作成に成功した後、微生物がこのような発酵タンクで十分な量のヒトインスリンを生成できることを確認しました。 その後、遺伝子組み換えされたバクテリアはイーライ・リリーの研究者に渡され、イーリー・リリーは販売用に商業生産を開始しました。 出来上がり：合成ヒトインスリン。
コーネル大学（コーネル大学）のジョン・サンフォード、エド・ウルフ、ネルソン・アレンが開発したプロトタイプの遺伝子銃 もちろん、バイオテクノロジーの状態は、Humulinがデビューした後も長年にわたって進化を続けており、博物館は当時から注目すべきアイテムも収集しています。 1つは、1980年代半ばにコーネル大学の科学者によって開発された遺伝子銃のプロトタイプです。
このデバイスにより、科学者はDNAに小さな金属粒子をコーティングして植物細胞で発火させることで、外来遺伝子を植物細胞に導入しやすくなります。これにより、遺伝物質のごく一部が細胞核に侵入してゲノムに侵入します。 元の遺伝子銃のプロトタイプは、発射メカニズムとして修正されたエアピストルを使用し、比較的大きなサイズのために選択されたタマネギ細胞を修正した場合、この技術は成功することが証明されました。
Cetus Corporation（Cetus Corporation）の科学者によって構築された最初のサーマルサイクラーマシン 別のその後の革新は、バイオテクノロジーの時代を本格的に開始しました：ポリメラーゼ連鎖反応、またはPCR、1983 最初のプロトタイプPCRマシン、またはサーマルサイクラーは、DNAポリメラーゼ（小さなビルディングブロックからDNAを合成する）などの酵素がさまざまな温度でどのように機能するかに関する研究者の知識に基づいていました。 加熱と冷却のサイクルに依存して、少量のサンプルから大量のDNAを迅速に生成しました。
「バイオテクノロジーの誕生」は、 2014年4月まで アメリカ歴史博物館の1階に展示されてい ます。
