SXSW 2015：我在某人的厨房里一边喝啤酒一边重新编程了一个生命体

一群人手捧着装满啤酒的红色杯子，围坐在厨房桌子旁，桌子上摆满了培养皿、移液器和其他基本的实验室设备。我们的主持人兼实验室主任贾斯汀·帕哈拉 (Justin Pahara) 解释了我们将如何取出一段定制的 DNA 片段，并将其插入一些毫无防备的大肠杆菌中。实际上，我们即将在德克萨斯州奥斯汀的厨房里重新编程一个活细胞。

为了安全起见，我们戴了乳胶手套，但其实没必要戴；这个区域不是无菌的，细菌也不危险。（后面甚至还有两个桶，以防有人在过程中口渴。）

这是 2015 年西南偏南生物技术博览会上生物黑客聚会的场景，该活动由 Synbiota 主办，Synbiota 是 DIY 或车库生物学运动背后的众多组织之一。与开源计算机黑客类似，DIY 生物学中心主张消费者和个人应该能够在实验室外试验生物过程和遗传信息。这些生物黑客认为，将实验室工作限制在大型生物制药公司和学术机构会扼杀创新，基因工程的顿悟时刻可能来自一两个人在车库里摆弄遗传密码。

合成生物学是这一运动的支柱。2006 年， 《经济学人》将这项技术描述为“组装来自不同生物体的基因，以创造新的代谢途径甚至新生物”。简而言之，这是一个通过在模型生物中混合和匹配基因来绕过缓慢的进化速度并观察可能创造什么的过程。

并非所有政府都支持这一想法。英国个人需要政府批准才能使用 DNA。与此同时，德国正​​在考虑全面禁止转基因生物。美国在这方面的法律仍然相当宽松，这让美国本土的生物黑客如 Bioeconomy Capital（另一个车库生物学支持者）的董事总经理罗伯特·卡尔森 (Robert Carlson) 感到高兴。

在 SXSW 合成生物学座谈会上，卡尔森警告称，严格监管基因工程将创造一个类似于《绝命毒师》的世界。“不管怎样，人们都会玩弄这些东西，”卡尔森说。“通常，当你将某事定为非法时，你不会创造安全，而是会创造不安全和恐惧。你不希望人们隐瞒或不谈论他们正在做的事情。”

Synbiota 的目标是支持家庭基因工程，鼓励新兴的生物黑客加入车库生物学运动。自 2011 年以来，该公司生产了各种 DIY 生物黑客工具包，这些工具包提供了创建重组或人工构建 DNA 所需的软件和硬件。这些工具包的范围从初级生物学（重新编程大肠杆菌使其发红光）到快速原型化 DNA 以构建复杂的基因电路。这些工具包的最终目标是简单易用：简化基因黑客过程并快速完成。

麻省理工学院媒体实验室主任伊藤穰一 (Joi Ito) 在本周末的 SXSW 合成生物学研讨会上表示：“在两天内，你就能设计出一个基因序列，组装起来，植入细菌体内，然后重新启动。几年前，这还是能获得诺贝尔奖的东西。而现在，你可以在厨房里完成。”

这正是我们所做的。Synbiota 的首席运营官 Pahara 在我们开始之前详细介绍了该过程的每个步骤。我们使用了 Synbiota 的 Rainbow Factory 套件（售价 395 美元），该套件可以让你混合和搭配不同的荧光蛋白，使大肠杆菌发出彩色光。我决定使用红色和蓝色荧光来制作​​一个发出紫色光的细胞。然后，我使用该公司的 DNA 构建软件绘制出一个基因序列并开始工作。

我们手拿啤酒，从锚定 DNA（序列中的第一个链接）开始。我们小心翼翼地将遗传物质移入一个微型塑料盖中，然后清洗，将 DNA 浸泡在水中以去除污染物。其余过程很简单。我们添加下一个 DNA 序列以及连接酶，连接酶是一种帮助链“粘”在一起的酶。每次我们添加新的链接时，我们都会清洗材料并重复该过程。

最后，我们加上 DNA 帽，将 DNA 链的两个开口端连接起来。由此产生的遗传密码环称为质粒，这就是我们重新编程大肠杆菌所需的信息。帕哈拉将我们的质粒插入细菌体内，然后，很快就变成了发出紫色荧光的细胞。

更新：经过 48 小时多一点的时间，我们重新编程的大肠杆菌绽放出美丽的紫色。请查看下面的成品（我们的细菌由“PopSci”中的“P”和“I”组成），以及我们质粒的虚拟组成：

《大众科学》正在德克萨斯州奥斯汀的西南偏南电影节上为您带来最新的科技和文化新闻。请关注 popsci.com/sxsw 上的完整报道。