20年以上前、研究者は数百台のシーケンシングマシンを使って13年にわたるプロセスを開始し、ヒトゲノム全体をマッピングしました。 今日、同じ量のデータを数日から数週間で、わずかなコストで作成できます。
「みなさんのような賢い人たちが取り組むでしょう」と、国立自然史博物館の新しい分析生物学研究所（LAB）の広い目をした高校の新入生のグループの前に立っているシーケンス技術者のマギー・ハロランは言います。分子バイオテクノロジーのハブ。
学生は、メリーランド州エッジウォーターのサウスリバー高校で選択科学、技術、工学、数学（STEM）マグネットプログラムに参加する100人中15人です。今月、博物館の一部を舞台裏で見ました。コレクション、その実験施設、およびそれらを運営する人々。
昨年、米国の高校新入生の28％がSTEMキャリアの追求に関心を示しました。 ただし、業界の専門家によると、これらの学生の半数以上は、シニアになるまでにその興味を失います。 LABのスミソニアンチームは、Edgewaterの学生がそのtrapに陥らないことを望んでいます。
「仕事のシャドーイングは、彼らが入ることができる無数の方向をすべて明確にします」と、グループとともに続いた高校の学部長のヒラリー・カタンは言います。 「彼らが入ってきたとき、彼らはSTEMキャリアが何であるかについて、より狭い焦点や考えを持っているかもしれません。
博物館は、学校ではできない科学の実践的な学習の機会を提供することができ、学芸員はこれを知っています。 ニューヨークのアメリカ自然史博物館では、学年中に月に2回、夏に3週間、科学を学ぶために高校生を集めるプログラムを開催しています。 ニューオーリンズの国立第二次世界大戦博物館は、中学および高校の数学および理科の学生を対象とした現地視察を支援し、物理学が歴史に情報を与える方法について学際的なレッスンを提供しています。 オハイオ州では、空軍博物館財団が学生向けのワークショップを開催しています。 将来の労働力への需要に応えることを期待して、全員が若い学生のSTEM教育を強化しています。
スミソニアン協会も同じことをするために順調に進んでいます。 オバマ大統領は、STEM関連のプログラミングに割り当てられた2, 500万ドルの予算増額を求めています。 この資金は、学生向けのオンラインリソースの作成に役立ち、教師がスミソニアンのコンテンツと学業を組み合わせることができるようにします。 この目標は、スミスソニアン、米国教育省、および全米科学財団の間で分割されている、STEMプログラミング専用の連邦政府資金の1億8000万ドルの一部です。
サウスリバーハイスクールツアーは、国立自然史博物館の近日公開予定のQ？RIUS教育センターで始まり、10, 000平方フィートのスペースに20, 000個の研究コレクションが収容され、その後すぐにLABに移りました。ハレランは学生にDNAの塩基対について質問し、彼らはすぐに答えて、「グアニンとシトシン！ アデニンとチミン！」
スミソニアンの研究者、エイミー・ドリスケルは、彼女と同僚がポリメラーゼ連鎖反応と呼ばれるプロセスを使用して鳥や魚のDNAを研究する方法を説明しました。 「今後数年間で、すべての魚のDNAシーケンスができます。それらはすべて「バーコード化」されます」とドリスケルは言います。
これらの魚の一部は、スミソニアンのディープリーフ観察プロジェクトから来ています。このプロジェクトでは、5人の潜水艇を通してカリブ海のディープリーフから標本を収集します。 「あなたがバスからここに戻るのにかかる時間に、あなたは海の1, 000フィート下にいるでしょう」と、LABのディレクターであるLee Weigtはグループに語りました。
学生は、LABのITマネージャーであるMatthew Kweskinからバーコードの実際のアプリケーションについて聞きました。 USエアウェイズのフライトが「バードストライキ」を被り、2009年にチェスリーサレンバーガー大tainがハドソン川に飛行機を着陸させた後、当局は分析のために飛行機のエンジンで見つかった鳥の残骸をスミソニアンに出荷しました。 研究者は、標本から抽出されたDNAシーケンスを、シーケンスされた鳥類の無数のファイルを解析する検索エンジンであるBarcode of Lifeデータベースに入力し、サンプルがカナダのガチョウのものであることを確認しました。 このデータは、空港で問題を引き起こす鳥の種類を飛行場が理解するために使用されます。
その後、ツアーは研究室を出て博物館の保管室に移動し、そこで学生は無脊椎動物学部のコレクションを覗きました。 最後の停留所は植物学部内で、コレクションマネージャーのグレゴリーマッキーは、450万個の標本を保持している施設の植物コレクションについて学生に語りました。
マッキーはいくつかの保存された植物を回って、研究者がそれらを収集し保存する方法を説明しました。 彼は、DNA配列決定技術が、ある種の竹の花が120年に1回しか咲かない理由の謎を説明するのに役立つと言って、LABの研究努力に立ち返りました。
「彼らは私に少しお金を払って森に出て汚い不潔なものを得る。そして私はネクタイを着る必要はない」とマッキーは彼が仕事を愛する理由について語る。 彼は、植物学の専門家であるモンゴルの70歳の男性に会うことを話した。
「それは驚くべきことです」と15歳の学生であるJesse McElreeは言います。 アナポリス出身の彼は、数学を最も楽しんでおり、エンジニアになることを望んでいるが、マッキーの議論がツアーのハイライトだったと言います。
Edgewaterの15歳のJacob Mondoroは、植物学科がツアーで最も説得力のある場所であることも発見しました。 彼もエンジニアリングを追求したいと考えていますが、植物科学のキャリアは将来価値があると疑っています。
「植物学は、地球温暖化の状況により、後に非常に激しくなるようなもののようです」とモンドロは言います。 「適切な労働力がなければ、実際に地球とそのあり方を維持できる多くの人々は存在しません。」
McElreeとMondoroのグループを率いたラボ技術者のCaitlin Bakerは、ツアーは新入生、特に女子学生の数が圧倒的だったため、目を見張るような経験のように思えたと言います。
「科学で女性を見ることができ、非常に最先端の研究を行うことが本当に力になっていると思います」とBaker氏は言います。 「このグループにもっと多くの男性がいるという事実が、それが男性の畑であるという感覚を女の子に与えないことを願っています。 本当にもうありません。」
Edgewaterの14歳の学生であるLauren Suiteの場合、内部の外観は情報提供でした。 「これにより、今後何をしたいかについての洞察が得られました」と、医学研究を検討しているスイートは言います。 「私はすべてを最新の状態に保ち、将来的には新しい[テクノロジー]の開発に参加したいと考えています。」
ハロラン氏は、この革新のスピードが学生たちに受け入れられたと考えています。 彼らのSTEM研究は、彼らがわずか数年で大学を卒業する頃には、新しい技術がLABで目撃したツールを上回っていたとしても、21世紀の技術を使用して作業するための準備に不可欠です。
「誰もが、ジャッククストーになってダイビングや収集に行くのはクールだと思う」とハロランは言う。 「しかし、それを実現するためには、スキル全体が本当に必要です。 彼らがそのすべての範囲について考えているのが早いほど、彼らがすでに高校で学んでいることを応用し、自分自身のためにニッチを作ることができるのが良いと思います。」
