本次客户访谈将为大家带来，由 Opentrons 联合创始人 Will Canine 在巴黎与 Glowee 的首席科学官 Samuel Juillot 的精彩对话。Glowee 是一家法国初创公司，他们在实验室使用 OT-1 PRO 制造生物发光标志。
(为了给您提供简洁易懂的阅读体验，本次采访已经过编辑优化。).
用生物发光点亮城市
Will: 好的，我看过你们的网站，请你分享一下，你的团队研究项目是？
Samuel: 我们正在研究一种为未来城市提供照明的新方法。我们的目标是找到一种不依赖电力产生光的方法。当我们观察自然界时，我们发现了一个理想的解决方案，那就是生物发光现象。在自然界中，有一些生物可以发出无需电力支持的光。我们深受启发，并希望将这一自然现象应用于城市照明中。
Samuel: Sandra Rey 是该项目的创始人。她从自然界中观察到了生物发光现象，并思考着如何利用这一特性。于是，项目就这样开始了。虽然她是一名设计师，但并非生物学家，因此需要找到合适的人选来实现产品的研发。公司成立于 2014 年 12 月，至今不到两年的时间。我们的目标是开发一款不依赖电力、不需要基础设施的照明产品。用户只需将其放在玻璃表面上，就像贴上一张贴纸一样简单。
Will: 太棒了！听起来就像“即撕即玩”一样。
Samuel: 是的。
Will: 酷！它正在逐渐取代传统的霓虹灯广告牌。
Samuel: 是的。
Will: 的确目前城市里霓虹灯广告牌太多了，而且它们也非常耗电。这太棒了。我什么时候可以购买Glowee？
Samuel: 哈哈, 目前还不行。
公司的起步阶段
Will: 你在公司成立不久后就加入了，对吧？在你获得博士学位之后？
Samuel: 是的。
Will: 那么你最初的目标是什么？你最初想要构建的是什么？你希望达到的里程碑是什么？
Samuel: 当然，首先我们想让稳定发光持续时间超过10小时。
Will: 太酷了，那是个不错的目标。持续稳定发光10小时。
Samuel: 而且不是在液体状态下。因为制作液体培养物很容易。
Will: 在振荡的生物反应器里？
Samuel: 没错，振荡、冒泡的生物反应器需要电力。而我们正在制造不使用电力的光。
Will: 所以这意味着让细菌在琼脂上生长吗？
Samuel: 差不多是这样。
Will: 差不多？
Samuel: 凝胶化溶液。
Will: 原来如此，太酷了！
Samuel: 我们的首席执行官是一位设计师，所以她不希望有任何恶心或难看的颜色。也不希望有任何难闻的气味。
Will: 这点很重要！
Samuel: 所以我们也致力于制造出最好的产品。现在我们在凝胶化介质中的发光时间已经达到了72小时。
Will: 然后他们每72小时就要更换一次你们的广告牌吗？
Samuel: 目前是的，但这么做不是很方便。所以我们的目标是到年底让发光时间达到一周。
Will: 太好了。
Samuel: 你可能会想：“好吧，但与LED系统相比，你们的产品使用寿命达不到那么长。”我认为，如果你每天使用24小时，LED的使用寿命大约是三年。我们做过生命周期分析，实际上就二氧化碳消耗而言，如果你把所有的因素都考虑进去——LED的生产、电力生产等等——我们的发光系统使用寿命一周，从长远来看更可持续。刚开始，我们每单位生命周期排放的二氧化碳比LED少3倍，如果发光时间是一个月，那么二氧化碳排放量将少10倍。这就非常可观了。
Will: 非常同意。
Samuel: 当然，目前它只适用于店面，只适用于特定的市场。
Will: 目前是这样！
Samuel: 没错，目前是这样。
合成生物学照明
Will: 那么，你们最初使用的是哪些基因来进行生物发光？
Samuel: 我们最初使用的是来自费氏弧菌的 lux 操纵子。这是众所周知的，实际上也是 2010 年剑桥的一个iGEM 项目中使用的。这是 iGEM 项目中的第一个部分，他们目前已经开始围绕这个系统制造更好的发光装置。
Will: 有没有办法让它白天停止发光，晚上再发光？我相信你们已经考虑过所有这些调节方式。
Samuel: 是的，当然。这也是生物启发的结果，观察自然界中受光照调节的植物。基本上，生物钟是一个重要的概念，我们的目标是利用这些受白天和黑夜调节的启动子。目前我们还在研究细菌，如大肠杆菌等，并且我们可以通过光来控制它们的活动，这很不错。实际上，我在做博士研究时做的就是光遗传学。
Will: 通过光来开启和关闭事物？
Samuel: 没错。
Will: 那通常用于神经生物学，对吧？
Samuel: 没错，它始于神经生物学，但我们现在可以用光来控制一切。
Will: 好的，所以它是用光来开启和关闭基因回路吗？
Samuel: 实际上，首先是蛋白质-蛋白质的相互作用。你可以激活反应或终止反应。所以基本上基因表达很简单，你改变构象并与DNA结合。但你也可以想象这样一个系统，当你打开光时，其中两种蛋白质就会简单地相互作用。
Will: 你可以用光来启动和停止生物发光过程。
Samuel: 是的。
Will: 太酷了，这太神奇了。有朝一日，你可能看到你的发光物体通过光来开启或关闭另一个物体。
Samuel: 这现在很棘手。因为我们也发出光，所以……
Will: ……事情变得复杂了。
Samuel: 哈哈，没错。
实验室工作
Will: 那么，请告诉我你的实验室工作。你们通常都做什么？大量的细菌培养吗？
Samuel: 是的，但现在我们暂停了一下，目前正在与一个公司合作——这用英语怎么说？当你要求另一家公司为你生产东西时。
Will: 像CRO？还是只是一个承包商？
Samuel: 对。所以他们负责生产细菌，因为我们已经做了四次大型活动，需要生产几百升的生物发光细菌。第一次是在去年的巴黎 COP21 上。这是为联合国做的关于生态变化的项目。两周后我们还有另一项大型活动要做。基本上每次我们都会生产越来越多的细菌，最多可达100升，而我们自己无法生产这么多升。这会让整个团队集中精力好几个星期，但我们仍处于研究阶段，必须保持专注。
Will: 好的，那么是什么驱动着你的研究？
Samuel: 我们做了很多微生物学研究。为此我们做了很多克隆工作，实际上为了优化荧光素酶的量子产率，我们启动了一个大规模的突变项目，即随机突变，因为它既简单又高效。我们有一个菌落选择器来筛选大量突变体。
Will: 你是直接拍个照片，选最亮的然后挑出来吗？
Samuel: 目前，我们会筛选所有的菌落，然后使用一个 96 孔板读取器来检测菌落的光强度。所以这就是为什么我们最初对拥有一台 Opentrons 机器人感兴趣。基本上，我们的目标是使我们的流程中的一部分标准化，并让一部分工作自动化，这样你就可以准备很多含有培养基的平板。这样，我们就不需要每天手动使用多通道移液器了，让机器人来做。虽然很简单，但是每天都要在每个孔中加入培养基——我们每天做 9 或 10 个平板——这是一项繁重的工作。
Will: 真棒！就是让 Opentrons 机器人往平板里加培养基吗？
Samuel: 对。
Will: 太好了，这类工作不应该手工去做。
Samuel: 没错。然后我们使用 QPix 来挑选菌落并将其放入平板的孔中。之后，我们在平板中培养刚刚挑选的细菌，几个小时后测量生物发光。我们有一个系统可以直接用孔板读取器测量哪个更亮。之后，我们取出来，放在另一个孔板上，然后用 Opentrons 机器人进行稀释。
Will: 太酷了，我们喜欢做稀释。
Samuel: 嗯，这有点像精准采摘，把孔板一个接一个地转过去并稀释。我们把第一次筛选的阳性菌落放在第一行，并进行稀释以进行复现。这是为了确认它不是孔板读取器的误读，而是一个真正的阳性。这是我们真正有兴趣使用 Opentrons 机器人的第一部分。
Will: 这太棒了。所以，回顾一下，Opentrons机器人是你自动化突变流程的一部分吗？
Samuel: 是的。
Will: 太酷了！请介绍下您的目标是什么？
增加量子产率
Samuel: 当我们谈论生物发光和强度时，我们确实可以将其与电脑屏幕进行类比。发光强度，它并不是以流明为单位，而是以发光单位来衡量。简单来说，这就是强度，但它代表的是每平方米的亮度。
Will: 好的，面积强度。
Samuel: 对。
Will: 这是你的重要指标吗？
Samuel: 是的。现在我们想增加每个细菌发出的光。这意味着改变量子产率，也就是每个反应发出的光子数。众所周知，这些荧光素酶在细菌中的量子产率非常差。
Will: 你刚才说量子产率？
Samuel: 对。
Will: 好的，太酷了。嗯，哇？
Samuel: 哈哈——所以这就是每个反应产生的光子数。
Will: 明白了，所以这些荧光素酶产生光子的效率较低，也就是发出光的效率较低。
Samuel: 对。如果你看一下 Promega 产品，例如。
Will: 你是说供应商吗？
Samuel: 是的。他们出售了很多种荧光素酶。即使他们常规的产品，亮度也比我们现在使用的要高出约80倍。问题是，我们无法在微生物中生产 Promega 荧光素酶的底物，因为我们不知道其生物合成途径。
Will: 嗯，他们是怎么做的？
Samuel: 他们通过化学方法制造这些荧光素酶，因为这些酶是用于体外检测的，所以目的与我们在细菌中使用它们的目的不同。这意味着，我们必须针对我们在细菌中拥有的东西进行优化，但目前的量子产率并不高效。因此，我们需要从根本上改变这一点。如果你观察大自然，你会发现一些高效的突变体。通过观察这些突变体的结构，我们可以分析哪些氨基酸发生了变化，从而使它们更亮。在其他菌株中，其他变体可能会改变它们的波长并变得更亮。
色彩方面
Samuel: 当你深入观察大自然时，你会发现 YFP 有时会与 lux 操纵子融合。这种融合使得黄色荧光蛋白能够吸收生物发光的光，并发出黄色的光。通过这种方式，我们稍微改变了光的发射波长，从而产生了一种放大的效果。因此，我们得到的是一个更亮的系统。这种技术被称为 BRET，即生物发光共振能量转移。它与 FRET 有些相似，但区别在于我们不是在荧光之间进行能量转移，而是在生物发光与荧光之间进行。
Will: 好的，真有趣。
Samuel: 另外，如果你观察深海中的一些小型微生物，你会发现它们在某些菌丝上具有彩虹色。也许我可以给你看一张照片。实际上，它们拥有所有类型的颜色，真是令人难以置信。
Will: 哇！这真是令人震惊！
Samuel: 这就是生物发光。实际上，它是与荧光融合在一起的。生物发光有一种发射光颜色，之后荧光会改变波长。
Will: 太神奇了。所以你们正在研究这种东西？
Samuel: 没错。所以我们的想法是获得所有六种颜色。
Will: 它看起来真的就像霓虹灯一样，确实如此。那会很酷。
Samuel: 目前我们实际上是在白天制造颜色，这样你就可以用你的贴纸做广告了。例如，你可以在贴纸上用红色写出完全个性化的东西。而在晚上，你看不到红色，但你可以看到生物发光的蓝绿色光芒。
Will: 太酷了！
Samuel: 所以现在白天它可以是蓝色、黄色，我们可以得到一些绿色、红色，我们还有白色。所以白天你能看到一些东西，之后晚上你有生物发光。为什么我们想拥有这种属性、这种特性呢？因为我们的第一个原型是用于店面。
Will: 我们什么时候能看到呢？
Samuel: 明年年初。
Opentrons 非常荣幸能够与 Glowee 这样的生物技术公司合作，共同致力于利用科技中的生物学力量来改善我们星球的健康和幸福。我们很高兴与大家分享 Opentrons 机器人如何在世界各地发挥作用。
