REKLAMA


 

REKLAMA


 

Dużo wiedzy, mało czasu JAKO5D/www.pixabay.com

Wciąż wyobrażam sobie studentów, którzy kiedyś pełnili funkcję tego urządzenia. Jak ze stoperem w ręku pieczołowicie przekładają próbówki co kilkanaście sekund z jednej łaźni wodnej do drugiej, w kółko, przez półtorej–dwie godziny...

Kloch_Agnieszka

Autorką tekstu jest

dr Agnieszka Kloch

Uniwersytet Warszawski
e-mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.  

 

Dr Agnieszka Kloch pracuje na Wydziale Biologii UW. Zajmuje się ewolucją układu pasożyt – żywiciel w warunkach naturalnych. Pomaga też w projektach z zakresu biologii konserwatorskiej, w badaniach zmienności genetycznej u wilków i susłów. W 2010 r. otrzymała stypendium START Fundacji na rzecz Nauki Polskiej. Redaktorka działu Nauki biologiczne „Academii”.

 


 

Miałam kiedyś okazję zwiedzić laboratorium kryminalistyczne policji, w którym prowadzone są analizy genetyczne. Oprowadzająca nas osoba z dumą zaprezentowała świeżo nabytą stację pipetującą. Jest to urządzenie, które służy do sporządzania mieszanin reakcyjnych w bardzo małych objętościach, rzędu tysięcznych części mikrolitra. Zażartowałam wtedy, że u nas tę pracę wykonuje student, który jest znacznie tańszy. Koszty mają jednak drugorzędne znaczenie tam, gdzie liczy się dokładność. Ani niezwykle skrupulatny student, ani doświadczony laborant nie osiągnie nigdy precyzji maszyny, która w ciągu kilkunastu minut przygotowuje bezbłędnie kilkaset reakcji.

 

Współcześnie w pracy laboratoryjnej większość zadań przydzielanych kiedyś technikom wykonują różnego rodzaju maszyny. Nikt już nie ogląda rozmazów krwi pod mikroskopem, ponieważ jej skład dużo szybciej i dokładniej określi cytometr przepływowy. Nikt nie liczy testów statystycznych z kalkulatorem w ręku i mało kto potrafi jeszcze korzystać z suwaka logarytmicznego czy wagi laboratoryjnej z odważnikami. Nawet odczynniki często kupuje się w odpowiednio dopracowanych zestawach o ściśle ustalonym przeznaczeniu (np. „do izolacji DNA ze śliny”), których skład objęty jest ochroną patentową.

 

Czy to znaczy, że naukowcom grozi bezrobocie? Wydaje się, że na razie można odsunąć to widmo. Automatyzacji podlegają przede wszystkim zadania rutynowe, ponieważ wymaga ona nie tylko konstrukcji odpowiedniego urządzenia, ale także jego odpowiedniej kalibracji, a więc niejako „nauczenia” charakterystyki badanych prób. Jest to proces czasochłonny i kosztowny, dlatego dostępne na rynku udogodnienia mają zastosowanie prawie wyłącznie w pracy z gatunkami modelowymi, takimi jak myszy, drożdże czy muszki owocowe. Biolodzy zainteresowani innymi obiektami ciągle muszą samodzielnie sprawdzać, czy takie rozwiązanie przyda się w ich pracy. Czy zestaw do oznaczania stężenia hormonów we krwi myszy laboratoryjnej można wykorzystać do myszoskoczka? Jaki w ogóle myszoskoczek ma skład krwi, jeśli nikt go wcześniej nie badał? Jaki poziom hormonów u tego gatunku mieści się „w normie”, a jaki poza nią? Nierzadko więc zdarza się, że zamiast sprawdzać przydatność kolejnych rozwiązań komercyjnych do nietypowego zadania, łatwiej jest wykonać analizy „ręcznie”, tak jak robiono to kiedyś: samodzielnie przygotować reakcje i odczytać ich wynik na mniej zaawansowanym, za to bardziej uniwersalnym sprzęcie.

 

Kwestia automatyzacji jest więc nierozerwalnie związana z opłacalnością konkretnych metod. W małych grupach badawczych czy w zespołach badających wiele różnych gatunków niemodelowych wysiłek włożony w opracowanie procedury, którą można potem poddać automatyzacji, może się po prostu nie zwrócić. Trzeba wziąć pod uwagę czas potrzebny na nauczenie się specyfiki nowej maszyny i dostosowanie jej parametrów do potrzeb projektu. Poza tym, jeśli do przebadania jest stosunkowo mała próba, wykorzystanie dużej maszyny może być po prostu zbyt drogie. Czasem więc łatwiej przejrzeć kilkaset rozmazów pod mikroskopem w poszukiwaniu interesujących badacza pasożytów krwi, niż głowić się, jak do tego celu wykorzystać cytometr. W tego rodzaju badaniach bardziej niż szybkie wykonanie procedur liczą się uczeni i ich twórcze podejście do problemów technicznych, które nieuchronnie pojawiają się z każdym nowym gatunkiem, który biorą na warsztat.

 

Postępująca automatyzacja prac laboratoryjnych ma też swoje drugie oblicze. Pierwszy genom człowieka sekwencjonowano przez dziesięć lat z wysiłkiem około setki laboratoriów i rzeszy naukowców, obecnie może to zrobić jedna osoba w kilka dni. Coraz łatwiej jest generować dane, ale coraz trudniej jest je przeanalizować – nie tylko ze względu na ich ilość, ale także złożoność. Czasami niemałego wysiłku wymaga zrozumienie, co tak naprawdę uzyskaliśmy z maszyny. Jeśli mamy pomysł na analizę – potrzeba czasu obliczeniowego, żeby terabajty danych przerobić i odszukać w nich odpowiedź na pytanie biologiczne. Z tego powodu wiele grup badawczych zrezygnowało z pozyskiwania własnych danych i opierają się w całości na informacjach dostępnych w publicznych repozytoriach, gdzie umieszczane są np. sekwencje pojedynczych genów, ale też całe genomy czy charakterystyki białek. Trochę zaczyna to przypominać sytuację z „Wizji lokalnej”, w której Stanisław Lem opisuje pewną planetę. Uczeni zebrali na niej tak wiele danych, że do przeszukiwania dysków i pamięci trzeba było zatrudnić wszystkie komputery, a nowe dziedziny nauki zajmowały się wyłącznie ustaleniem, czego faktycznie nie wiadomo, a co już zbadano i o czym zapomniano.

 

W biologii molekularnej jedną z podstawowych technik jest reakcja PCR. Służy do uzyskania wielu kopii badanego genu za pomocą polimerazy – enzymu replikującego DNA. Żeby reakcja się udała, mieszanina reakcyjna musi być poddawana cyklicznie działaniu trzech różnych temperatur. Obecnie cały proces dzieje się w maszynie zwanej termocyklerem. Na początku jednak po prostu przenoszono próbówki między termostatami o odpowiedniej temperaturze. Kiedy opowiadam o tym na wykładzie, wyobrażam sobie studentów, którzy kiedyś pełnili funkcję tego urządzenia. Jak ze stoperem w ręku pieczołowicie przekładają próbówki co kilkanaście sekund z jednej łaźni wodnej do drugiej, w kółko, przez półtorej–dwie godziny. Nazwisko pomysłodawcy reakcji PCR przeszło do historii nauki, ale nie wspominamy inżyniera, który skonstruował pierwszy termocykler. Myślę jednak o nim ciepło – i o innych anonimowych konstruktorach wykorzystywanych na co dzień w laboratorium urządzeń – bo ich wynalazki uwolniły badaczy od roli automatów i pozwoliły zająć się tym, do czego nadajemy się dużo lepiej: do tworzenia nowych idei. A tu jak na razie żaden robot jeszcze nas nie jest w stanie zastąpić.

 

PS Obawiającym się utraty stanowiska pracy na rzecz maszyny proponujemy zajrzeć na stronę willrobotstakemyjob.com lub www.replacedbyrobot.info, gdzie można wyliczyć ryzyko zastąpienia przez robota. Dla biologów obecnie jest ono szacowane na 1,5‒6%. Możemy więc chyba spać spokojnie?

 


© Academia nr 3 (51) 2017

 

 

 

 

 

 

 

Oceń artykuł
(0 głosujących)

Artykuły powiązane

Nie przeocz

Tematy

agrofizyka antropologia kultury antropologia społeczna archeologia archeometalurgia architektura Arctowski arteterapia astrofizyka astronomia badania interdyscyplinarne behawioryzm biochemia biologia biologia antaktyki biologia płci biotechnologia roślin borelioza botanika chemia chemia bioorganiczna chemia fizyczna chemia spożywcza cywilizacja demografia edukacja ekologia ekologia morza ekonomia energia odnawialna etnolingwistyka etnomuzykologia etyka ewolucja fale grawitacyjne farmakologia filozofia finansowanie nauki fizyka fizyka jądrowa gender genetyka geochemia środowiska geoekologia geofizyka geografia geologia geologia planetarna geoturystyka grafen historia historia idei historia literatury historia nauki historia sztuki humanistyka hydrogeologia hydrologia informatyka informatyka teoretyczna internet inżynieria inżynieria materiałowa język językoznawstwo kardiochirurgia klimatologia kobieta w nauce komentarz komunikacja kosmologia kryptografia kryptologia kulinaria kultoznawstwo kultura lingwistyka literatura literaturoznawstwo matematyka medycyna migracje mikrobiologia mineralogia mniejszości etniczne mniejszości narodowe modelowanie procesów geologicznych muzykologia mykologia na czasie nauka obywatelska neurobiologia neuropsychologia nowe członkinie PAN 2017 ochrona przyrody orientalistyka ornitologia paleobiologia paleontologia palinologia parazytologia PIASt politologia polityka społeczna polska na biegunach prawo protonoterapia psychologia psychologia zwierząt Puszcza Białowieska robotyka rozmowa „Academii” seksualność smog socjologia szczepienia sztuka technologia wieś w obiektywie wulkanologia zastosowania zdrowie zoologia zwierzęta źródła energii żywienie

Komentarze

O serwisie

Serwis naukowy prowadzony przez zespół magazynu Academia PAN.Academia Zapraszamy do przysyłania informacji o badaniach, aktualnie realizowanych projektach naukowych oraz imprezach popularyzujących naukę.

 

Dla użytkowników: Regulamin

Pliki cookies

Informujemy, że używamy ciasteczek (plików cookies) w celu gromadzenia danych statystycznych, emisji reklam oraz prawidłowego funkcjonowania niektórych elementów serwisu. Pliki te mogą być umieszczane na Państwa urządzeniach służących do odczytu stron, a korzystając z naszego serwisu wyrażacie Państwo zgodę na używanie cookies, zgodnie z aktualnymi ustawieniami przeglądarki.

Więcej informacji o celu używania i zmianie ustawień ciasteczek w przeglądarce: TUTAJ

Wydanie elektroniczne

Kontakt

  • pisz:

    Redakcja serwisu online
    Academia. Magazyn Polskiej Akademii Nauk
    PKiN, pl. Defilad 1, pok. 2110
    (XXI piętro)
    00-901 Warszawa

  • dzwoń:

    tel./fax (+48 22) 182 66 61 (62)

  • ślij:

    e-mail: academia@pan.pl