2016年，Lenshina Agbor在喀麦隆写她的硕士论文，分析导致孕妇疟疾的一种寄生虫的DNA。她的研究所需的酶是从欧洲进口的，但采购和运输的成本、几个月的延误以及运输过程中偶尔出现的酶失效等问题让她很苦恼。结果，她不得不缩减实验规模。
Lenshina Agbor和喀麦隆实验室的其他研究人员。(图片来源:Jenny Molloy提供)
类似Agbor这样的情况促使剑桥大学(University of Cambridge)的研究人员珍妮·莫洛伊(Jenny Molloy)联系了斯坦福大学(Stanford)的生物工程师德鲁·恩迪(Drew Endy)。恩迪的回应是开发了一种名为“开放酶”(Open)的酶工具包，让世界各地的实验室更容易进行生物技术研究。
“现在各地的人们都可以选择免费使用这些酶，”恩迪说。“从初学生物技术的学生到创建21世纪DNA谷的企业家，再到世界各地利用生物技术解决地方问题的公民。”
利用开放酶收集，Agbor和像她这样的研究人员可以在几天内产生他们自己的酶。Agbor说:“由于我们有开放的酶收集，未来的研究人员和诊断人员将不必经历我经历过的一些挑战。”
现在，她正在英国纽卡斯尔大学生物科学研究所攻读博士学位Agbor说，“在研究、研究产出、获得酶和设备等工具方面的差距不能再大了。”
缩小这一差距将允许世界各地的科学家进行生物技术研究,说Keoni Gandall,恩迪的实验室研究助理参与酶集。“这是一个小一步一个世界,每个人,无论种族、性别、年龄和国家,可以参与生物技术。”
开源的科学
面临的一个挑战全球生物技术实验室在于供应需要连续获得制冷——称为冷链离开时——从一个仓库,当他们到达实验室。“酶为我的团队在加纳和喀麦隆通常成本超过在美国的三倍,几周,几个月到通过一个不可靠的冷链,”莫雷说。正是出于这种担忧，她向总部位于恩迪实验室的“生物砖基金会自由基因项目”(BioBricks Foundation Free Genes Project)提交了一份能够解决所有这些问题的酶的收集申请。
自由基因项目接受根据开放材料转移协议(OpenMTA)开发DNA序列的请求;一旦合成完成，DNA就会向公众开放，从而形成一个开放的生物技术共享区。这项由恩迪创办的服务支持跨国际和机构边界的合作，促进弱势地区和机构的参与。
“珍妮和她的团队做了所有细致的工作，以确定哪些最有用的酶没有获得专利，”生物工程副教授恩迪说。恩迪公司可以向实验室和像Agbor这样的研究人员免费提供这种酶，而不需要对其使用方法和材料提出任何要求。
命硬的酶
恩迪说，收集到的酶是分子生物技术的基本工具。“它们是让人们阅读和编辑DNA结构的分子工具，”他说。到目前为止，这些关键的酶必须在几天内用干冰运输。
“那些没有冷链的地方做不到这一点。恩迪实验室的行政助理马克·弗莱施曼(Marc Fleischmann)说。无法获得这些酶可能会阻止整个地区，特别是发展中国家参与生物技术经济。
为了克服对冷藏的需求，恩迪实验室的转基因细菌(不需要冷藏)可以产生酶。一旦被送到实验室，这些细菌就能在当地产生用于研究目的的酶。结果，分发变得更简单、成本更低，而且更容易被全世界的人获得。
甘多尔说:“在发展中国家建立实验室以具备当地生产能力非常重要。”“否则，把酶送到需要的地方就会变得非常昂贵。”
全球应用程序
除喀麦隆外，美国、加拿大和墨西哥的几个社区实验室以及Molloy在加纳的合作伙伴也收到了这种酶，并正在进行DNA分析测试。Molloy希望这个酶组能在2020年到达埃塞俄比亚、智利、阿根廷、印度和埃及的实验室。
在智利，塔玛拉•马图特•托雷斯(Tamara Matute Torres)正急切地等待着这些酶的到来，这可能有助于她在进口时避开官僚主义的麻烦。他们的到来将使她能够在她的社区对入侵的水生物种和马铃薯病毒进行环境监测。
“获得工具和基础设施是一个具体的障碍，我们知道我们可以采取措施来改善，”Molloy说。“对这些藏品最好的利用可能是我们还没有想到的。”
打开酶集合,Agbor看到一个光明的未来不仅仅是研究在喀麦隆,而且开发疟疾等传染病的诊断工具,伤寒和甲型肝炎。”这对我拥有很多承诺的研究质量和输出,“Agbor说。她计划在获得博士学位后回到喀麦隆，在当地一所大学从事研究工作。
恩迪把今天日益开放的生物技术描述为一种语言的构建。开放式酶收集是让世界各地的合成生物学家加入讨论的一步。
要阅读关于斯坦福科学的所有故事，请订阅《斯坦福科学文摘》。
新闻旨在传播有益信息，英文原版地址：https://news.stanford.edu/2019/11/22/enzyme-toolkit-makes-biotechnology-globally-accessible/