麻省理工學院 | 全球合成生物學教學和實踐實驗室
指南者留學
2023-01-20 15:39:22
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<p>在大流行期間,你如何讓一門實際操作的合成生物學實驗室課程繼續(xù)下去?</p>
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<p>正如麻省理工學院和哈佛醫(yī)學院的教師、助教和學生組成的獨特團隊在《自然生物技術》雜志上發(fā)表的一篇新論文中所描述的那樣,答案涉及機器人和助教在實驗室里一起工作,這是一種設計實驗的新方法,以及跨多個時區(qū)的指導和協(xié)作。</p>
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<p>麻省理工學院媒體實驗室社區(qū)生物技術項目主任David S. Kong教授MAS。S64(如何種植(幾乎)任何東西),以及媒體實驗室副教授約瑟夫·雅各布森和哈佛醫(yī)學院的喬治·丘奇教授。這門課程的靈感來自麻省理工學院教授兼比特和原子中心主任Neil Gershenfeld的熱門快速原型課程MAS.863(如何制造(幾乎)任何東西),Kong說:“課程的第一個設計與數(shù)字制造有很強的隱喻聯(lián)系,但被映射到生物學。多年來,我們一直在發(fā)展這門課程,專注于培養(yǎng)核心技能,使生物愛好者,無論他們以前有過生物學經(jīng)驗,都能真正創(chuàng)造性地使用生命系統(tǒng)表達自己。”</p>
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<p>“如何種植(幾乎)任何東西”(How to Grow (Almost) Anything,簡稱HTGAA)最新迭代的參與者開發(fā)了一種組裝病毒樣蛋白質(zhì)外殼的設備,用于可能的藥物輸送,一種為宇航員生產(chǎn)芳香化合物的生物反應器,以及一種用細菌“繪制”的世界地圖的生物藝術。</p>
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<p>我們的目標一直是與盡可能廣泛的觀眾分享合成生物學的工具和知識,從分子生物學研究人員到藝術家、工程師和社會正義倡導者等等。</p>
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<p>丘奇有時被稱為“基因組學之父”,也是合成生物學和個人基因組學領域的領先專家。他說,這門課,尤其是論文中討論的新型混合遠程學習形式,有可能“使合成生物學大眾化”,因為“我們正處于將大部分或全部制造業(yè),從智能材料轉(zhuǎn)向計算,從物理和化學轉(zhuǎn)向生物學的邊緣”。</p>
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<p>“我們生活在這樣一個時代,許多強大的技術都是由社會精英和特權階層開發(fā)的,而且往往使他們受益,”孔補充說。“我相信,出于道德原因,也出于創(chuàng)新原因,對世界各地的不同社區(qū)來說,獲得這些工具和技術,并學習如何安全和合乎道德地使用它們是很重要的。</p>
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<p><span class="h1"><strong>機器人救援</strong></span></p>
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<p>作為一項全球教育倡議,該課程始于2015年,其靈感來自于格申菲爾德的課程在全球范圍內(nèi)的教學網(wǎng)絡,目前已有2500多個社區(qū)fab實驗室。在它的第一版中,HTGAA被教授給Fab實驗室網(wǎng)絡和全球社區(qū)生物網(wǎng)絡,孔通過全球社區(qū)生物峰會幫助組織。</p>
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<p>2019年,孔和丘奇首次向麻省理工學院和哈佛大學的研究生提供HTGAA課程。但論文作者回憶說,2020年3月,在課程進行到一半的時候,即將到來的大流行迫使麻省理工學院的建筑和實驗室?guī)缀跞筷P閉。</p>
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<p>由于無法使用濕式實驗室進行實驗,學生們無法面對面合作,教師們在2021年重新設計了課程。學生們現(xiàn)在可以聽世界知名研究人員和倫理學專家的虛擬講座,但他們也可以進行基于云的實驗模擬。他們學習了如何編寫最終項目的代碼,以便麻省理工學院的液體處理機器人可以執(zhí)行他們的實驗,有時還需要助教的幫助,他們可以遠程觀看整個過程。</p>
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<p>丘奇說,在2020年之前,研究人員一直在擴大該課程的虛擬內(nèi)容,“但不幸的COVID-19災難加速了我們的努力。”“這使我們能夠更好地通過平板屏幕使指導盡可能真實,并使機器人‘云實驗室’簡單而實惠。”</p>
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<p>孔說,從那以后,來自六大洲的學生加入了麻省理工學院的課程,其中許多人沒有分子生物學的背景。他補充說,這門課程包括為那些需要的人提供生物學基礎知識的“訓練營”,但“我們真正關注的是技能的培養(yǎng)”。“你只需要學習足夠的理論,就可以理解你在實驗室里做的事情,但關鍵的方面是學生們每周都要掌握的實踐合成生物學實驗室技術。”</p>
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<p>《自然生物技術》雜志論文的第一作者、媒體實驗室研究助理埃雅爾·佩里(Eyal Perry) SM ' 21,是2020年流行病班的一名學生,于2021年回來擔任助教。他說,對編碼和模擬實驗的關注給了學生們一種在實驗室生物學中不尋常的共享語言。</p>
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<p>佩里說:“我們啟動這項研究在某種程度上是因為疫情,但我認為我們可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一些對未來教育至關重要的東西。”“我認為,隨著我們進入合成生物學的新時代,通過代碼學習生物學,學習如何執(zhí)行協(xié)議,使用機器人和代碼制造東西,這可能是一種新的做事方式。”</p>
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<p><span class="h1"><strong>全球經(jīng)濟增長</strong></span></p>
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<p>教育工作者和學生描述了本地節(jié)點、區(qū)域中心和“超級核心”站點的未來,這些站點可以通過不斷提高的技術水平和協(xié)作將學生聯(lián)系起來。例如,在臺灣,一個HTGAA參與者已經(jīng)為學生建立了一個活動節(jié)點。</p>
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<p>孔補充說,校友在“壯大課程規(guī)模方面發(fā)揮了至關重要的作用,隨著全球影響力的擴大,我們真的在建立一個豐富而強大的創(chuàng)新全球?qū)W習社區(qū),遠遠超出了課程本身。”</p>
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<p>Dominika Wawrzyniak于2021年成為HGTAA全球聽眾,后于2022年成為全球教學助理。她現(xiàn)在是紐約大學生物醫(yī)學工程專業(yè)的博士生,她說這門課“對已經(jīng)在這一領域的人來說也是非常有益的,因為你會遇到很多不同的合成生物學方法,這些方法非常獨特,僅僅是因為人們的背景非常不同。”</p>
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<p>佩里認為,讓設計師、藝術家、工程師和思想家參與合成生物學的實踐“是一場技術革命的更好方式”。“我們并不是想在這門課上教授所有的東西,而是真正打開一扇門,很多時候,這扇門正是人們所錯過的。”</p>
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<p>注:本文由院校官方新聞直譯,僅供參考,不代表指南者留學態(tài)度觀點。</p>
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