เขากำลังพัฒนาเครื่องมือที่อาจเปิดเผยกระบวนการทางชีววิทยาที่ซ่อนอยู่
Seth Shipman เป็นนกกางเขนแห่งนวัตกรรมทางชีวภาพ เขารวบรวมส่วนที่มีประโยชน์ ตั้งแต่แบคทีเรีย เซลล์ประสาท รีมของข้อมูลทางพันธุกรรม และแปลงเป็นส่วนๆ ให้เป็นเครื่องมือที่ทำสิ่งที่น่าอัศจรรย์
ผลงานสร้างสรรค์ที่ดีที่สุดชิ้นหนึ่งของเขาจนถึงตอนนี้คือคอลเล็กชันเซลล์แบคทีเรียที่มีชีวิตซึ่งมี DNA ที่นำพาภาพยนตร์อันเป็นสัญลักษณ์เกี่ยวกับม้าวิ่ง การบันทึกภาพหรือข้อมูลอื่นๆ ในสารพันธุกรรมของเซลล์ที่มีชีวิตไม่ได้เป็นเพียงเพื่อความบันเทิงเท่านั้น มันจะทำให้นักวิทยาศาสตร์เห็นถึงกระบวนการที่มักจะถูกซ่อนไว้
ลองนึกภาพการออกแบบเซลล์เก็บบันทึกที่สามารถดักฟังการทำลายเซลล์ที่นำหน้าภาวะสมองเสื่อมในสมองได้ หรือตรวจสอบคำแนะนำทางพันธุกรรมที่ซับซ้อนซึ่งบอกเซลล์สมองว่าจะพัฒนาอย่างไร หรือแม้กระทั่งการเห็นช่วงเวลาที่เซลล์ผิดพลาดเริ่มก่อให้เกิดความผิดปกติ เช่น โรคจิตเภท
นักวิทยาศาสตร์ยังทำสิ่งนี้ไม่ได้ แต่ Shipman วัย 36 ปี อดทน Shipman นักเทคโนโลยีชีวภาพจาก University of California, San Francisco และ Gladstone Institutes ซึ่งเป็นองค์กรวิจัยไม่แสวงหาผลกำไรใน UC San กล่าวว่า “หากคุณกังวลเกี่ยวกับสิ่งที่คุณสามารถทำได้ในตอนนี้ ก็เป็นเรื่องยากที่จะก้าวไปข้างหน้า วิทยาเขตฟรานซิสโก ในการก้าวไปข้างหน้ามักจะต้องหยุดพัก การพิจารณาอย่างรอบคอบเพื่อตรวจสอบเครื่องมือของคุณและมองไปรอบๆ สักนิด Shipman กล่าว
Roger Nicoll นักประสาทวิทยาผู้ดูแลระดับปริญญาเอกของ Shipman กล่าวว่า ความตั้งใจของเขาที่จะเปลี่ยนมุมมองและข้ามสาขาวิชา ไม่ว่าจะเป็นประสาทวิทยาศาสตร์ จุลชีววิทยา วิศวกรรม และแม้แต่ศิลปะ ทำงานที่ UC San Francisco Nicoll กล่าวว่า “ฉันรู้สึกหงุดหงิดมากเมื่อออกจากเขตสบาย ๆ “เขาไม่มีเขตปลอดภัย”
Shipman ผสมผสาน “ความสามารถในการถอยหลังและรับข้อมูลเชิงลึกด้วยความเข้มงวดอย่างเหลือเชื่อเพื่อไล่ตามสายทองคำที่เขาได้รับ” Nicoll กล่าวเสริม ตัวอย่างเช่น ผลงานภาพยนตร์แบคทีเรีย มาจากความคับข้องใจของ Shipman ที่ขาดเครื่องมือดีๆ เขาต้องการติดตามพฤติกรรมของยีนภายในเซลล์เมื่อเวลาผ่านไป แต่วิธีเดียวที่จะติดตามพฤติกรรมนั้นจำเป็นต้องฆ่าเซลล์ “การทำลายล้างนั้นเป็นสิ่งที่ไม่สอดคล้องกับสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป” เขากล่าว ดังนั้น แทนที่จะใช้ค้อนทุบเครื่องมือที่ไม่ถูกต้อง เขากลับมองว่าเครื่องมือในอุดมคตินั้นหน้าตาเป็นอย่างไร
ระบบที่สมบูรณ์แบบจะตรวจสอบเหตุการณ์ของเซลล์อย่างสงบเสงี่ยมจากภายในและจัดทำบันทึกกิจกรรมเหล่านั้น ระหว่างการทำ postdoc ที่มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด Shipman และเพื่อนร่วมงานได้ค้นพบวิธีที่ดีที่สุดในใช้เครื่องมือแก้ไขยีน CRISPR เพื่อให้ได้ DNA ของแบคทีเรียเพื่อยอมรับตัวอย่างจากต่างประเทศซึ่งเป็นเทคนิคที่อธิบายไว้ในปี 2016 ในScience เมื่อทำสำเร็จแล้ว “ก็ออกไปแข่ง” เขากล่าว
หลังจากปรึกษาหารือกับ Joe Davis เพื่อนร่วมทีมในวัยเรียนของ Harvard ศิลปินและนักชีววิทยา Shipman ตัดสินใจโอนคำแนะนำสำหรับรูปภาพของม้าวิ่งเพื่อเป็นการพยักหน้าให้กับ Eadweard Muybridge นักเทคโนโลยียุคแรกๆ ผู้สร้างภาพ ในช่วงปลายทศวรรษ 1800 Muybridge ได้สร้างชุดภาพม้าที่จับภาพการเคลื่อนไหวได้ ในช่วงปลายทศวรรษ 1800 ส่วนหนึ่งเพื่อยุติการโต้เถียงว่าม้าที่กำลังวิ่งอยู่ในอากาศโดยสมบูรณ์หรือไม่ โดยที่เท้าไม่แตะพื้น ตัวเลือก “ดูเหมือนจะพอดี” เดวิสกล่าว
การตอบสนองต่อภาพยนตร์ม้าวิ่งนั้นใหญ่มาก
“ฉันไม่เคยมีปฏิกิริยากับกระดาษแบบนั้นมาก่อน” Shipman กล่าว นักวิทยาศาสตร์รู้สึกทึ่งกับโอกาสของเทคโนโลยี นักข่าวหลงใหลในความคิดของภาพยนตร์ที่ฝังอยู่ในดีเอ็นเอ แม้แต่นักประวัติศาสตร์ Muybridge ก็ตื่นเต้น
ความสามารถในการใส่ข้อมูลภายนอกลงในเซลล์ที่มีชีวิตตามลำดับที่ถูกต้อง ซึ่งอธิบายไว้ในปี 2017 ในNatureได้ทำให้ Shipman เข้าใกล้เป้าหมายสูงสุดของเขามากขึ้นไปอีกขั้น นั่นคือ การสร้างเครื่องมือในการบันทึกข้อมูลเซลล์ที่ซับซ้อนภายใน DNA ของเซลล์ที่มีชีวิตและเปิดเผยกระบวนการทางชีววิทยา ที่ยังคงความลึกลับ ตอนนี้ทีมของ Shipman กำลังทำงานในส่วนสำคัญอีกอย่างหนึ่งของปัญหา นั่นคือ การเกลี้ยกล่อมให้เซลล์ต่างๆ บันทึกข้อมูลด้วยตนเอง “เซธเป็นผู้บุกเบิกงานสำคัญๆ ในยุคแรกๆ และมีความสำคัญในด้านนี้” Harris Wang นักชีววิทยาสังเคราะห์จากมหาวิทยาลัยโคลัมเบียกล่าว “เขาจะผลักดันความก้าวหน้าของสนามนี้”
เมื่อชิปแมนและเดวิสทำงานเคียงข้างกันที่ฮาร์วาร์ด พวกเขามีการเจรจาในวงกว้างและผลักดันขอบเขต “ฉันสามารถลอยความคิดที่บ้ามาก ๆ ได้” เดวิสกล่าว “และเขาก็สามารถลอยความคิดที่บ้าจริงๆ ได้” เดวิสกล่าวถึง “เซลล์ประสาทเซน” ซึ่งเป็นเซลล์ประสาทเดียวที่พวกเขาเติบโตเพียงลำพังในจาน เมื่อไม่มีเซลล์ประสาทในบริเวณใกล้เคียงส่งเส้นเอ็นไปหา เซลล์ที่ผิดปกตินี้จึงเชื่อมต่อกับตัวเอง
ตอนนี้ Shipman อยู่ในห้องทดลองของเขาเองที่ UC San Francisco และ Gladstone ยังคงเพาะเลี้ยงเซลล์ประสาทอยู่ นักวิทยาศาสตร์หลายคนพยายามค้นหาว่าเซลล์สร้างการเชื่อมต่อที่ซับซ้อนได้อย่างไรโดยการทำลายการเชื่อมต่อเหล่านี้ “แทนที่จะหยิบของที่ใช้ได้ผลและทำลายมัน เราทำบางอย่างขึ้นมา และพยายามออกคำสั่งกับมัน” Shipman กล่าว
