Автоматизирани лаборатории и светло бъдеще за природни науки
Лабораториите, в които всички експерименти се извършват от роботи, ще помогнат на биологията да преодолее кризата на възпроизводимостта. Освен това, като поръча необходимите експерименти в автоматични лаборатории, всеки ще може да се включи в научни изследвания в областта на природните науки.
Всеки може да вземе писалка и лист хартия и да се опита да докаже хипотезата на Голдбах. Всеки човек има възможност да напише философски трактат или да изложи нова икономическа теория, ако е имал идеи и желание. Не всеки човек обаче има способността да провежда природни научни експерименти. Дори сериозните изследвания на биологични макрообекти - животни и растения - вече включват елементи на молекулярна диагностика: генотипизиране на изследваните индивиди, търсене на мутации, които причиняват промени, забележими с невъоръжено око. Молекулярната диагностика, каквото и да се каже, изисква скъпи реактиви и скъпо оборудване, с което трябва да се справите. Следователно съвременните природни научни изследвания са област, в която не всеки има шанс да опита.
Напоследък в биологията се появиха две тенденции, които имат за цел да доближат природните научни изследвания до хора, които не работят в лабораторията и не са готови да отделят цялото си време на лабораторни експерименти. Първото е движението за биохакери, което се появи в САЩ преди няколко години [1]. Биохакерите практикували биология в гаражи, купували употребявано оборудване и извършвали доста сложни експерименти на колене. Те искаха да покажат на хората, че науката може да се сближи, ако използват творчески подход - в крайна сметка оборудването може да се използва не най-скъпо, можете да си купите употребявано оборудване, изобщо не можете да го купите, но да го промените за нещо или дори вземете го безплатно. И „пилотаж“ от гледна точка на биохакера е да се разберат принципите на работа на устройството и да се проектира неговата проста, евтина, но работеща версия независимо. Тези идеи несъмнено са здравословни и продуктивни, но трябва да се признае, че биохакерският подход към науката изисква много усилия и време и не е подходящ за всички.
Напълно противоположен подход към биологичните изследвания предлагат новите „облачни лаборатории“, които наскоро започнаха да се появяват в САЩ, например Transcriptic (фиг. 1) и Emerald Cloud Laboratory. Техните идеи са напълно противоположни на тези за биохакинг: те предлагат на всеки, който иска да проведе експериментите си, без изобщо да докосва епруветки и пипети. Важно е тези лаборатории да не са просто групи учени, които правят експерименти на други хора за пари. Ако посетите техните сайтове, ще видите автоматични пипети, които се движат във въздуха, движат се сами с епруветки и други механични устройства, редовно изливат течности и сканират проби. И това не е случайно, тъй като особеността на тези лаборатории е използването на роботика, която гарантира на потребителите най-точните и възпроизводими резултати.
Видео от уебсайта на Emerald Cloud Laboratory.
За да проведете експеримента си, можете да изберете протокол от готов комплект или да преведете собствения си протокол на езика на машинните инструкции, като използвате специален интерфейс. Изглежда, че не е далеч денят, когато ще се появи услуга, подобна на Американската магия [2], изпълняваща всякакви желания на учените. Ще бъде възможно изпращането на SMS: „Синтезирайте ген X, клонирайте във вектор Y, трансфектирайте Z клетки с него и пребройте флуоресцентни на дължина на вълната λ“. Все още няма такава услуга, но сега процесът на поръчване на експерименти в "облачните лаборатории" не е много по-сложен. Резултатите от експериментите идват по електронна поща за много кратко време: лабораторията Emerald Cloud, например, вече обещава да проведе изследвания по всеки метод от списъка си в рамките на 24 часа. Какво има в този списък? Наборът от предложени методи включва няколко десетки имена (от примитивен автоклавиране и термометрия до всички видове хроматография и PCR), а в близко бъдеще, според обещанията на основателите на лабораторията, той трябва да се разшири два пъти. В момента роботите вече могат да изпълняват повечето рутинни лабораторни задачи за човек, освобождавайки време за хората за творчески изследователски компоненти - планиране и анализ на резултатите.