LavaAmp：隨時隨地復制NDA序列

LavaAmp，一臺小到可以別在褲腰帶上、能夠隨時隨地復制DNA序列的鏈式反應儀。圖片來源：staticflickr.com

　　LavaAmp的樣機是用金屬薄片做成的，一端有個小小的圓筒形突起部分，上面繞著兩根細導線。你可以用5號電池給它供電，或者直接把它連接到筆記本電腦上的USB接口也行。LavaAmp內部分成3部分。這個小盒子的基本功能聽起來不是很炫：它能加熱、冷卻，然后再加熱;液體可以流進流出，看起來沒什么變化。小朋友一開始也許會誤把它當成玩具。不過他們戳一戳、晃一晃這個玩意兒，不一會兒可能就會覺得無趣，然后丟下它到一邊玩去了。

　　總之，LavaAmp看上去平平無奇。不過，表面上缺乏吸引力，也正是它的卓越不凡之處。杰克遜和他的搭檔精心制作了這樣一個機器，它能證實生物科學家過去3000多年解開的不可思議的難題。

　　LavaAmp可能是世界上最小的鏈式反應儀——能快速復制DNA的最基本的生物技術設備。鏈式反應儀可以規律地升高和降低機器內的溫度，從而使聚合酶鏈式反應——也就是PCR——得以進行。這個反應的發現以及如何控制這個反應，是1983年基因工程發明后真正能夠應用于工業規模的基礎性成就之一。 PCR的能力不僅僅是可以復制DNA，它還能讓研究者復制特定的DNA片段。只要生物技術員知道如何配制合適的試劑，他就能用鏈式反應儀在短時間內合成大量他們想要剪接的基因。生物技術藥物、轉基因作物和合成生物燃料都需要PCR反應，這是制造過程中最基本的環節。長久以來，鏈式反應儀對所有基因工程項目都至關重要。

　　以前，一臺鏈式反應儀得花去實驗室好幾萬美金。在某種程度上，這是可以理解的。這機器雖然聽上去可能與高級電陶鍋沒啥區別，但是PCR需要精確的溫控才能進行反應。即使如今鏈式反應儀已經算是生物實驗室的常規設備，它所做的事情依舊非常不可思議。DNA在原始漿液中形成后的幾十億年來，就一直在不停地按自己的節奏、以自己為模板進行自我復制，這個過程只是地球歷史的一瞬。現在，我們有了可以想要的時候訂制特定DNA序列的機器。這樣一臺機器應該所費不菲吧?畢竟，就連上帝的工具箱里也有一臺。

　　杰克遜不這樣認為。LavaAmp就是他的得意之作。

　　LavaAmp預期的零售價不到100美元。這是為了達成一個目標：讓科學家即使身處剛果的村莊，也能像在舊金山灣地區的生物實驗室里一樣方便地操縱DNA。或者，至少差不多一樣方便。DIY生物技術的一個基本的常用精神是，足夠近似就挺好。

　　杰克遜和努涅茲-穆希卡相信，LavaAmp便于攜帶、用途廣泛、價格低廉，這些特點最終會讓它成為發展中國家診斷工具盒中一個重要的組成部分。不同于如今公共醫療工作者使用的典型工具盒，利用LavaAmp工具盒檢測不同疾病的標記，不需要針對每一種細菌準備單獨的試劑體系。相反，醫生或者公共醫療技術員只需要一小組不同的引物就夠了，引物是一小段遺傳密碼，可以標記需要剪切和復制的DNA片段的起始和終止點。

　　在努涅茲-穆希卡理想的圖景中，一個醫務工作者能夠在疫情爆發后迅速抵達瓜納里托這樣偏僻的地方。他只需要帶著LavaAmp、一塊DNA閱讀芯片、一些裝著專門用于檢測出血熱、錐蟲病和登革熱等疾病的引物的管子，然后這名工作者就能快速檢測導致這3種疾病的不同病原生物，并且在幾分鐘內得知究竟是哪一種病原生物導致瘟疫爆發。

　　用于檢測的原料便宜、工具便于攜帶、技術高效。發展中國家的政府完全能夠負擔得起批量購買這種工具盒。而企業家也無需依靠幾百萬美金的風險資本支持才能生產銷售LavaAmp工具盒。要知道，大金額的風險資本注入需要公司每年盈利幾千萬美金才能讓這筆投資具有回報。當你在生產一種面向世界上最貧困群體的產品時，這一點尤為重要。

　　工具盒里另一個關鍵的部分是小型電子芯片，這個電子芯片能夠讀取被LavaAmp處理過的DNA樣品中的信息。這樣的裝置目前還沒有研制出來，不過測序技術的穩步發展讓這種裝置看上去很有可能會研制出來。以上所有零件都會小到能夠夾在皮帶上。

　　這是一種粗放地使用生物技術的方法，這也是有人對體制外的生物學秉持懷疑態度的主要原因。如果你在自家車庫里，把一輛本田思域裝飾得頗有《速度與激情》的風格，但是這車卻啟動不起來，那你就拿起一個套筒扳手擰起來吧，直到這車啟動。在這個過程中，你的車不會駕鶴西去，至少不會像生物死去一樣地死掉。你剛剛完成的一個巨炫無比的iPhone應用，但它如果不停地把你的信用卡號碼發送給你所有的微博粉絲怎么辦?你肯定是不眠不休地補上漏洞。你不會把代碼全部刪掉，不能用一了百了的方式解決這個問題。只有在生物項目里，才會出現真正的死亡。因此，一般來說，嚴格管理實驗設備被視為生物實驗室工作的一個非常重要的前提。

　　理想的實驗室里，明亮的白光灑在黑得發亮的實驗臺上。可事實上，這樣的完美實驗室只存在于好萊塢電影的布景里，以及全國頂級研究型大學的公關手冊里。在發展中國家里，供電和自來水都無法保證，無菌實驗條件通常是只可遠觀的奢侈品，尤其是在野外作業的時候。但LavaAmp的開發者相信，他們的設備能夠做到最好。