चॉकलेट को बचाने वाली बड़ी, फ्रिज के आकार की मशीन | स्मिथसोनियन में | स्मिथसोनियन - लेख, स्मिथसोनियन में, संग्रह, नवाचार, इनोवेटर्स से

विरूपण साक्ष्य न तो सेक्सी है और न ही नाजुक है, जैसा कि मैलोरी वार्नर आपको बताएंगे। वार्नर, जो स्मिथसोनियन नेशनल म्यूजियम ऑफ अमेरिकन हिस्ट्री में मेडिसिन और साइंस के विभाजन में काम करते हैं, ने उन वस्तुओं के एक बड़े संग्रह को क्यूरेट करने में मदद की, जिन्होंने किसी तरह से, विज्ञान के पाठ्यक्रम को बदल दिया। वह मानव जीनोम प्रोजेक्ट (एक मानव आनुवंशिक सामग्री का पहला पूर्ण खाका) और एक सिंथेटिक इंसुलिन जीन के निर्माण के लिए एक फोटोग्राफ फिल्म की उपज में मानव जीनोम प्रोजेक्ट (लैंडमार्क प्रयास) में वैज्ञानिकों द्वारा उपयोग किए जाने वाले डीएनए विश्लेषक की ओर इशारा करता है। आनुवांशिक शोध से संबंधित कई टुकड़े, वह कहती हैं, "हॉकिंग, रेफ्रिजरेटर-आकार वैज्ञानिक चीजें।"

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अमेरिकन एंटरप्राइज: अमेरिका में व्यापार का इतिहास

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आधिकारिक उत्पाद विनिर्देशों के अनुसार, Roche 454 GS FLX + डीएनए जीन सीक्वेंसर, जो 2005 से 2015 तक उत्पादित किया गया था, वास्तव में एक रेफ्रिजरेटर से थोड़ा छोटा है: इसका वजन 500 पाउंड से अधिक है। रोश मशीन भी अद्वितीय है: यह व्यावसायिक रूप से बेचे जाने वाला पहला अगली पीढ़ी का जीन सीक्वेंसर था। इसने एक नई-नई तकनीक का इस्तेमाल किया, जिसे अनुक्रमणिका-दर-संश्लेषण के रूप में जाना जाता है, जिसमें अनुवांशिक कोड को शामिल करने वाले आधारों के अनुक्रम को छेड़ना है।

यहां तक कि सबसे नन्हा जीव-जो कि छोटी आंखों के साथ देखा जा सकता है- में सैकड़ों जीन होते हैं जो अपनी उपस्थिति से लेकर बीमारी के प्रति प्रतिक्रिया के तरीके तक सब कुछ निर्धारित करने के लिए एक साथ काम करते हैं। ये जीन आधारों के वैकल्पिक पैटर्न से बने होते हैं। पैटर्न को पढ़ने से - जीन अनुक्रमण के रूप में जानी जाने वाली प्रक्रिया - वैज्ञानिक एक जीव के संचालन के बारे में बहुत कुछ सीख सकते हैं।

अगली पीढ़ी के सीक्वेंसर ने नाटकीय रूप से जीन अनुक्रमण के लिए आवश्यक लागत और समय को कम कर दिया। हालांकि यह एक गूढ़ साख की तरह लग सकता है, पर विचार करें कि मानव जीनोम परियोजना के बारे में 13 साल लग गए और पूरे मानव जीनोम का अनुक्रम करने के लिए अनुमानित $ 3 बिलियन, मोटे तौर पर सेंगर अनुक्रमण के रूप में जाना जाता विधि पर निर्भर करता है। अगली पीढ़ी की रोश 454 मशीन कंपनी के अनुसार, दस दिनों में वह काम कर सकती है, जिससे छोटी टीमों के लिए काफी कम समय में बड़ी मात्रा में आनुवंशिक डेटा को एक साथ सिलाई करना संभव हो जाता है।

Roche 454 सीक्वेंसर का उपयोग स्ट्रॉबेरी, बैक्टीरिया और निएंडरथल के आनुवंशिक रहस्यों को जानने के लिए किया गया है; उन्होंने ऐसे आंकड़े तैयार किए हैं जिनसे वैज्ञानिकों को विकासशील देशों में रोग प्रतिरोधक क्षमता को समझने में मदद मिली है; और, एक यादगार मामले में, एक युवा अमेरिकी लड़के का निदान किया गया जिसकी स्थिति वर्षों तक डॉक्टरों को रोकती रही।

लेकिन सबसे दिलचस्प चीजों में से एक एक रोचे 454 ने संभवतः चॉकलेट के भविष्य को सुरक्षित करने में मदद की है।

लगभग 25 साल पहले, कई लोग दुनिया की चॉकलेट आपूर्ति के बारे में गहराई से चिंतित हो गए। चॉकलेट जैसा कि हम जानते हैं - इसकी मीठी, स्वादिष्ट रूप में- कोको बीन्स से बनाई जाती है, जो थेओब्रोमा कोको पेड़ के उत्पाद हैं।

टी। काकाओ मध्य और दक्षिण अमेरिका का मूल निवासी है और लोग सदियों से इसकी फलियों की कटाई कर रहे हैं। यूरोपीय लोगों ने पहली बार काकाओ के पेड़ को नई दुनिया के शुरुआती दौर की यात्राओं में देखा। कोको बीन्स का प्राकृतिक उत्पाद कड़वा है, इसलिए यूरोपीय लोगों ने चीनी के साथ चॉकलेट का मिश्रण करना शुरू कर दिया, और एक सनक शुरू हुई जो अभी तक खत्म नहीं हुई है। आज चीन, भारत, रूस और ब्राजील जैसे देशों से बढ़ती मांग के साथ चॉकलेट एक बहु-अरब डॉलर का व्यवसाय है।

घाना में काकाओ की कटाई, फली को काटा जाता है और बीज और गूदे को निकाल लिया जाता है। (स्मिथसोनियन अभिलेखागार केंद्र, अमेरिकी इतिहास का राष्ट्रीय संग्रहालय)

लेकिन उभरती मांग प्राचीन समस्याओं के खिलाफ आती है। उत्पादन का विस्तार करने के लिए, काकाओ के पेड़ों को पश्चिम अफ्रीका में प्रत्यारोपित किया गया, जहां वे उष्णकटिबंधीय जलवायु में आराम से बढ़ सकते थे। हालांकि, काकाओ के पेड़ों को परिपक्व होने में कई साल लगते हैं, और वे बहुत उत्पादक नहीं हैं: एक एकल पेड़ हर साल एक पाउंड चॉकलेट बनाने के लिए पर्याप्त रूप से पर्याप्त फली पैदा करता है।

फिर भी, सबसे ज्यादा दबाव की समस्या यह है कि ये पेड़ बीमारी के लिए अतिसंवेदनशील हैं। 1980 के दशक के उत्तरार्ध में, ब्राजील के बाहिया क्षेत्र में काकाओ के पेड़ों पर एक काल्पनिक नाम-चुड़ैलों के कवक के साथ एक विनाशकारी विस्फोट हुआ। चुड़ैलों के झाड़ू का नाम संक्रमित पेड़ों पर बनने वाली शाखाओं के छोटे, झाड़ू के आकार के समूहों से मिलता है। केवल एक दशक में, बाहिया का चॉकलेट उत्पादन आधे से अधिक घट गया। वैज्ञानिकों और कैंडी निर्माताओं ने भयभीत हो गए कि चुड़ैलों-या ठंढा फली, एक और विनाशकारी कवक है जो कोको पेड़ों को संक्रमित करता है - पश्चिम अफ्रीकी देशों घाना, आइवरी कोस्ट और नाइजीरिया के खेतों तक पहुंच जाएगा, दुनिया के कई शीर्ष कोको बीन निर्यातकों के घर ।

मियामी में यूएसडीए के एक शोध आणविक जीवविज्ञानी डेविड कुह्न कहते हैं, "हमारा मुद्दा यह था कि हमें उन पेड़ों को प्रजनन करने में सक्षम होना चाहिए जो उन बीमारियों से पहले ठंढा फली और चुड़ैलों के झाड़ू के लिए प्रतिरोधी हैं।" "क्योंकि अगर [वह] होता है, तो आपकी कैंडी बार $ 35 होगी।"

यदि एक $ 35 कैंडी बार एक तबाही की तरह नहीं लगता है, तो विचार करें कि अनुमानित 6.5 मिलियन किसान अपनी आजीविका के लिए चॉकलेट पर निर्भर हैं और बाजार में अचानक बदलाव से विनाशकारी प्रभाव हो सकते हैं।

मियामी में वैज्ञानिक रोग-प्रतिरोधी पेड़ों को प्रजनन करते हुए देख रहे थे, लेकिन यह धीमी गति से चल रहा था। कुह्न बताते हैं कि “पेड़ की प्रकृति से प्रजनन एक बहुत धीमी प्रक्रिया है। आपको एक क्रॉस बनाना है, पेड़ों को हाथ से परागित करना है, फली प्राप्त करना है, बीज लेना है, उन्हें रोपण करना है, और फिर आप उन पेड़ों को फूलने के लिए तीन से पांच साल इंतजार करते हैं और फिर आप उनका मूल्यांकन कर पाएंगे। ” दूसरे शब्दों में, वैज्ञानिकों को यह पता लगाने में तीन से पांच साल लगते हैं कि क्या रोग प्रतिरोधक फलियों की पैदावार के लिए पेड़ों की एक विशेष फसल को सफलतापूर्वक उगाया गया है।

मार्स कंपनी के हावर्ड शापिरो इकट्ठे हुए और वैज्ञानिकों की विश्वव्यापी टीम को काकाओ जीनोम का अनुक्रम करने का निर्देश दिया। (स्मिथसोनियन अभिलेखागार केंद्र, अमेरिकी इतिहास का राष्ट्रीय संग्रहालय)

2008 में, हॉवर्ड शापिरो के निर्देशन में, सीक्वेंसिंग टेक्नोलॉजी, कैंडी कंपनी मार्स, इंक। के उदय से प्रेरित होकर, पूरे टी। काकाओ जीनोम को अनुक्रम देने के लिए एक बहुराष्ट्रीय परियोजना को निधि देने के लिए $ 10 मिलियन का योगदान दिया। एक पूरी प्रतिलिपि वैज्ञानिकों और प्रजनकों को और अधिक तेज़ी से इंगित करने की अनुमति देकर प्रजनन प्रक्रिया को गति दे सकती है जो बीमारी के खिलाफ विशिष्ट जीन की रक्षा करती है। क्योंकि पेड़ उष्णकटिबंधीय है, एक बहुराष्ट्रीय संघ काकाओ जीनोम परियोजना पर काम करने के लिए विकसित हुआ। कोस्टा रिका में एक टीम ने एक स्थानीय टी। काकाओ पेड़ का नमूना लिया। मियामी में कुह्न की प्रयोगशाला ने पौधे की आनुवंशिक सामग्री को निकालने में मदद की, और फिर उस सामग्री को प्रयोगशालाओं में भेजा जहां आनुवंशिक सामग्री को संसाधित और अनुक्रमित किया गया था।

टी। काकाओ "पहला बड़ा पौधा था जो हमने कभी किया था, " केथेन मोकैइटिस कहते हैं, इंडियाना विश्वविद्यालय में पूर्व अनुक्रमण निदेशक। वह रोशे 454 और अन्य अगली पीढ़ी के सीक्वेंसर के साथ कुछ वर्षों से काम कर रही थी, लेकिन टी। काकाओ परियोजना के आकार और विवरण ने इसे उनकी सबसे महत्वाकांक्षी परियोजनाओं में से एक बना दिया।

वे कहती हैं कि मंगल ने दुनिया भर के वैज्ञानिकों, प्रजनकों और किसानों को एक-दूसरे से परिचित कराने में मदद की। "हम कॉन्फ्रेंस करेंगे और कभी-कभी वे वास्तव में अफ्रीकी काकाओ प्रजनकों को आमंत्रित करेंगे, और यह अद्भुत था क्योंकि मैं उनसे मिलने और समझने में सक्षम था कि वे क्या जानते हैं, " मॉकिटिस कहते हैं।

किसानों के साथ संपर्क अमूल्य था, क्योंकि परियोजना का डेटा खुला स्रोत होगा। इसका मतलब है कि वैज्ञानिकों के निष्कर्ष किसी भी वेबसाइट पर मुफ्त में उपलब्ध कराए जाएंगे, जो भी उन्हें एक्सेस करना चाहते हैं।

पहली सार्वजनिक वेबसाइट 2010 में चली गई, जिसके परिणामों का एक पूरा सेट था। एक और तीन वर्षों के लिए, टीम ने डेटा जोड़ने और एक फुलर जीनोम बनाने पर काम किया, और उन्होंने 2013 में एक पेपर जारी किया। हालांकि चॉकलेट के लिए चुनौतियां बनी हुई हैं, मॉकिटिस का कहना है कि जीनोम एक सकारात्मक पहला कदम है।

छह साल पहले, संग्रहालय में काम और उद्योग के संग्रहालय के विभाजन की कुर्सी, पीटर लिबॉउड, अमेरिकी व्यवसायों के इतिहास पर एक बड़ी प्रदर्शनी के लिए संभावित कलाकृतियों पर शोध करते हुए काकाओ जीनोम परियोजना में आए थे। उन्हें ओपन सोर्स प्रोजेक्ट के लिए आकर्षित किया गया था क्योंकि यह शोध और विकास प्रक्रिया के लिए एक उपन्यास और सफल दृष्टिकोण का प्रतिनिधित्व करता था।

"आर एंड डी के बारे में सोचकर, हम यह कहना चाहते थे कि यह महत्वपूर्ण था और बहुत अलग तरीकों से पूरा किया गया था, " लिबहोल्ड कहते हैं। उन्होंने इंडियाना विश्वविद्यालय के रोशे 454 सीक्वेंसर को प्राप्त करने का विचार तैर लिया, जिसे बचाया चॉकलेट की मदद करने का श्रेय दिया जा सकता है।

यद्यपि मशीन उपयोग से लुप्त हो रही थी और इसे नई तकनीक द्वारा प्रतिस्थापित किया गया था - इसे 2015 में निर्माता द्वारा बंद किया जाना था - एक पूर्ण जीन सीक्वेंसर के लिए पूछना साहसिक था। उनके उत्तराधिकार के दौरान, सीक्वेंसर की कीमत लगभग 700, 000 डॉलर (अब यह है कि उत्पाद लाइन बंद हो रही है, आप ईबे पर एक बहुत कम खरीद सकते हैं)। "स्मिथसोनियन में काम करने का आनंद यह है कि आप लोगों के अनुचित अनुरोध कर सकते हैं, " लिबहोल्ड कहते हैं।

मॉकहाइटिस, एक वर्जीनिया मूल निवासी, जो स्मिथसोनियन के लिए अपनी किशोर यात्राओं का हवाला देती है, क्योंकि वह एक वैज्ञानिक बनने के कारण अनुरोध के बारे में सुनकर रोमांचित थीं। रोशे इंडियाना विश्वविद्यालय के लिए अपनी मशीन दान करने, इसे जहाज करने और सेवा करने के लिए भुगतान करने के लिए सहमत हुए। Mockaitis एक नई लैब में चला गया था, लेकिन उसने अपनी लैब से सैंपल ट्यूब और टेस्टिंग प्लेट्स के साथ डोनेशन को सप्लीमेंट किया।

मॉकिटाइट्स द्वारा दान की गई प्लेटों में से एक - जिसे पिकोटिटर परीक्षण प्लेट कहा जाता है - प्रदर्शनी में दिखाई देती है, जिसमें काकाओ किसानों की एक तस्वीर और एक काकाओ पॉड की प्रतिकृति है। एक तस्वीर में, सीक्वेंसर एक काले रंग की पृष्ठभूमि के खिलाफ चमकता है, इसकी साफ-सुथरी सतह समारोह के साथ गुनगुनाती हुई दिखाई देती है। फोटो के ऊपर एक लंबा, कुंद चाकू है जिसे एक काको किसान फसल में इस्तेमाल कर सकता है। उपकरणों के दो सेटों के बीच का अंतर बहुत बड़ा है, लेकिन, जैसा कि प्रदर्शनी में प्रदर्शित करने का प्रयास किया जाता है, अंतर को पाटा जा सकता है।

"यह कहानी] विशेष रूप से अच्छी है क्योंकि यह ऐसी वैश्विक कहानी है, " वार्नर कहते हैं। "हमारे पास पूरे उत्तरी अमेरिका में वैज्ञानिक हैं, और दुनिया के अन्य हिस्सों में किसानों को लाभ पहुंचाने वाला काम है।"

सिक्वेंसर के रूप में, यह वर्तमान में संग्रहालय के भंडारण में एक बॉक्स में रह रहा है। वार्नर कहते हैं, प्रदर्शनी के लिए यह बहुत बड़ा था, लेकिन वह इसे हाल ही में एक रोसेन कार्यकारी के लिए, सहित, जो भी पूछता है दिखाएगा। प्रौद्योगिकी, लिबॉब स्वीकार करती है, "अब अत्याधुनिक नहीं है।" अनुक्रमक कहानी के लिए महत्वपूर्ण था, लेकिन यह पहले से ही इतिहास में स्थानांतरित हो गया है।

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