本次客戶訪談將為大家帶來，由 Opentrons 共同創辦人 Will Canine 在巴黎與 Glowee 的首席科學官 Samuel Juillot 的精彩對話。 Glowee 是一家法國新創公司，他們在實驗室使用 OT-1 PRO 製造生物發光標誌。
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用生物發光點亮城市
Will: 好的，我看過你們的網站，請你們分享一下，你們的團隊研究專案是？
Samuel: 我們正在研究一種為未來城市提供照明的新方法。我們的目標是找到一種不依賴電力產生光的方法。當我們觀察大自然時，我們發現了一個理想的解決方案，那就是生物發光現象。在自然界中，有一些生物可以發出無需電力支持的光。我們深受啟發，並希望將這一自然現象應用於城市照明。
Samuel: Sandra Rey 是本計畫的創始人。她從自然界中觀察到了生物發光現象，並思考著如何利用這一特性。於是，專案就這樣開始了。雖然她是設計師，但並非生物學家，因此需要找到合適的人選來實現產品的研發。公司成立於 2014 年 12 月，至今不到兩年的時間。我們的目標是開發一款不依賴電力、不需要基礎設施的照明產品。用戶只需將其放在玻璃表面上，就像貼上一張貼紙一樣簡單。
Will: 太棒了！聽起來就像「即撕即玩」。
Samuel: 是的。
Will: 酷！它正在逐漸取代傳統的霓虹燈廣告看板。
Samuel: 是的。
Will: 的確目前城市裡霓虹燈廣告看板太多了，而且它們也非常耗電。這太棒了。我什麼時候可以購買Glowee？
Samuel: 哈哈, 目前還不行。
公司的起步階段
Will: 你在公司成立不久後就加入了，對吧？在你獲得博士學位之後？
Samuel: 是的。
Will: 那你最初的目標是什麼？你最初想要建構的是什麼？你希望達到的里程碑是什麼？
Samuel: 當然，首先我們想讓穩定發光持續超過10小時。
Will: 太酷了，那是個不錯的目標。持續穩定發光10小時。
Samuel: 而且不是在液體狀態下。因為製作液體培養物很容易。
Will: 在振蕩的生物反應器裡？
Samuel: 沒錯，振盪、冒泡的生物反應器需要電力。而我們正在製造不使用電力的光。
Will: 所以這意味著讓細菌在瓊脂上生長嗎？
Samuel: 差不多是這樣。
Will: 差不多？
Samuel: 凝膠化溶液。
Will: 原來如此，太酷了！
Samuel: 我們的執行長是一位設計師，所以她不希望有任何噁心或難看的顏色。也不希望有任何難聞的氣味。
Will: 這點很重要！
Samuel: 所以我們也致力於製造出最好的產品。現在我們在凝膠化介質中的發光時間已經達到了72小時。
Will: 那麼他們每72小時就要更換一次你們的廣告看板嗎？
Samuel: 目前是的，但這麼做不是很方便。所以我們的目標是到年底讓發光時間達到一週。
Will: 太好了。
Samuel: 你可能會想：「好吧，但與LED系統相比，你們的產品使用壽命達不到那麼長。」我認為，如果你每天使用24小時，LED的使用壽命大約是三年。我們做過生命週期分析，實際上就二氧化碳消耗而言，如果你把所有的因素都考慮進去——LED的生產、電力生產等等——我們的發光系統使用壽命一周，從長遠來看更可持續。剛開始，我們每單位生命週期排放的二氧化碳比LED少3倍，如果發光時間是一個月，那麼二氧化碳排放量將少10倍。這就非常可觀了。
Will: 非常同意。
Samuel: 當然，目前它只適用於店面，只適用於特定的市場。
Will: 目前是這樣！
Samuel: 沒錯，目前是這樣。
合成生物照明
Will: 那麼，你們最初使用的是哪些基因來進行生物發光？
Samuel: 我們最初使用的是來自費氏弧菌的 lux 操縱子。這是眾所周知的，實際上也是 2010 年劍橋的一個iGEM 計畫中使用的。這是 iGEM 專案中的第一個部分，他們目前已經開始圍繞這個系統製造更好的發光裝置。
Will: 有沒有辦法讓它白天停止發光，晚上再發光？我相信你們已經考慮過所有這些調節方式。
Samuel: 是的，當然。這也是生物啟發的結果，觀察自然界中受光照調節的植物。基本上，生理時鐘是一個重要的概念，我們的目標是利用這些受白天和黑夜調節的啟動子。目前我們還在研究細菌，如大腸桿菌等，並且我們可以透過光來控制它們的活動，這很不錯。實際上，我在做博士研究時做的就是光遺傳學。
Will: 透過光線開啟和關閉事務?
Samuel: 沒錯。
Will: 那通常用於神經生物學，對吧？
Samuel: 沒錯，它始於神經生物學，但我們現在可以用光來控制一切。
Will: 好的，所以它是用光來開啟和關閉基因迴路嗎？
Samuel: 實際上，首先是蛋白質-蛋白質的相互作用。你可以啟動反應或終止反應。所以基本上基因表現很簡單，你改變構形並與DNA結合。但你也可以想像這樣一個系統，當你打開光線時，其中兩種蛋白質就會簡單地相互作用。
Will: 你可以用光來啟動和停止生物發光過程。
Samuel: 是的。
Will: 太酷了，這太神奇了。有朝一日，你可能會看到你的發光物體透過光來開啟或關閉另一個物體。
Samuel: 這現在很棘手。因為我們也會發出光，所以…
Will: ……事情變得複雜了。
Samuel: 哈哈，沒錯。
實驗室工作
Will: 那麼，請告訴我你的實驗室工作。你們通常都做什麼？大量的細菌培養嗎？
Samuel: 是的，但現在我們暫停了一下，目前正在與一家公司合作——這用英語怎麼說？當你要求另一家公司為你生產東西。
Will: 像CRO？還是只是一個承包商？
Samuel: 對。所以他們負責生產細菌，因為我們已經做了四次大型活動，需要生產幾百公升的生物發光細菌。第一次是在去年的巴黎 COP21 上。這是為聯合國做的關於生態變化的項目。兩週後我們還有另一個大型活動要做。基本上每次我們都會生產越來越多的細菌，最多可達100公升，而我們自己無法生產這麼多公升。這會讓整個團隊集中好幾個星期，但我們仍處於研究階段，必須保持專注。
Will: 好的，那麼是什麼驅動著你的研究？
Samuel: 我們做了很多微生物學研究。為此我們做了很多克隆工作，實際上為了優化螢光素酶的量子產率，我們啟動了一個大規模的突變項目，即隨機突變，因為它既簡單又高效。我們有一個菌落選擇器來篩選大量突變體。
Will: 你是直接拍個照片，選最亮的然後挑出來嗎？
Samuel: 目前，我們會篩選所有的菌落，然後使用一個 96 孔板讀取器來檢測菌落的光強度。所以這就是為什麼我們最初對擁有一台 Opentrons 機器人感興趣。基本上，我們的目標是使我們的流程中的一部分標準化，並讓一部分可以自動化，這樣你就可以準備很多含有培養基的平板。這樣，我們就不需要每天手動使用多通道移液器了，讓機器人來做。雖然很簡單，但每天都要在每個孔中加入培養基——我們每天做 9 或 10 個平板——這是一項繁重的工作。
Will: 真棒！就是讓 Opentrons 機器人往平板裡加培養基嗎？
Samuel: 對。
Will: 太好了，這類工作不應該手工去做。
Samuel: 沒錯。然後我們使用 QPix 來挑選菌落並將其放入平板的孔中。之後，我們在平板中培養剛剛挑選的細菌，幾個小時後測量生物發光。我們有一個系統可以直接用孔板讀取器測量哪個比較亮。之後，我們取出來，放在另一個孔板上，然後用 Opentrons 機器人稀釋。
Will: 太酷了，我們喜歡做稀釋。
Samuel: 嗯，這有點像精準採摘，把孔板一個接一個地轉過去並稀釋。我們把第一次篩選的陽性菌落放在第一行，並進行稀釋以進行複現。這是為了確認它不是孔板讀取器的誤讀，而是一個真正的陽性。這是我們真正有興趣使用 Opentrons 機器人的第一部分。
Will: 這太棒了。所以，回顧一下，Opentrons機器人是你自動化突變流程的一部分嗎？
Samuel: 是的。
Will: 太酷了！請介紹下您的目標是什麼？
增加量子產率
Samuel: 當我們談論生物發光和強度時，我們確實可以將其與電腦螢幕進行類比。發光強度，它不是以流明為單位，而是以發光單位來衡量。簡單來說，這就是強度，但它代表的是每平方公尺的亮度。
Will: 好的，面積強度。
Samuel: 對。
Will: 這是你的重要指標嗎？
Samuel: 是的。現在我們想增加每個細菌發出的光。這意味著改變量子產率，也就是每個反應發出的光子數。眾所周知，這些螢光素酶在細菌中的量子產率非常差。
Will: 你剛剛說量子產率？
Samuel: 對。
Will: 好的，太酷了。嗯，哇？
Samuel: 哈哈——所以這就是每個反應產生的光子數。
Will: 明白了，所以這些螢光素酶產生光子的效率較低，也就是發出光的效率較低。
Samuel: 對。如果你看一下 Promega 產品，例如。
Will: 你是說供應商嗎？
Samuel: 是的。他們出售了很多種螢光素酶。即使他們常規的產品，亮度也比我們現在使用的要高出約80倍。問題是，我們無法在微生物中生產 Promega 螢光素酶的底物，因為我們不知道其生物合成途徑。
Will: 嗯，他們是怎麼做的？
Samuel: 他們透過化學方法製造這些螢光素酶，因為這些酶是用於體外檢測的，所以目的與我們在細菌中使用它們的目的不同。這意味著，我們必須針對我們在細菌中擁有的東西進行最佳化，但目前的量子產率並不高效。因此，我們需要從根本上改變這一點。如果你觀察大自然，你會發現一些高效率的突變體。透過觀察這些突變體的結構，我們可以分析哪些胺基酸發生了變化，從而使它們更亮。在其他菌株中，其他變體可能會改變它們的波長並變得更亮。
色彩方面
Samuel: 當你深入觀察大自然時，你會發現 YFP 有時會與 lux 操縱子融合。這種融合使得黃色螢光蛋白能夠吸收生物發光的光，並發出黃色的光。透過這種方式，我們稍微改變了光的發射波長，從而產生了一種放大的效果。因此，我們得到的是一個更亮的系統。這種技術被稱為 BRET，即生物發光共振能量轉移。它與 FRET 有些相似，但區別在於我們不是在螢光之間進行能量轉移，而是在生物發光與螢光之間進行。
Will: 好的，真有趣。
Samuel: 另外，如果你觀察深海中的一些小型微生物，你會發現它們在某些菌絲上具有彩虹色。也許我可以給你看一張照片。實際上，它們擁有所有類型的顏色，真是令人難以置信。
Will: 哇！這真是令人震驚！
Samuel: 這就是生物發光。實際上，它是與螢光融合在一起的。生物發光有一種發射光顏色，之後螢光會改變波長。
Will: 太神奇了。所以你們正在研究這種東西？
Samuel: 沒錯。所以我們的想法是獲得所有六種顏色。
Will: 它看起來真的就像霓虹燈一樣，確實如此。那會很酷。
Samuel: 目前我們實際上是在白天製造顏色，這樣你就可以用你的貼紙做廣告了。例如，你可以在貼紙上用紅色寫出完全個人化的東西。而在晚上，你看不到紅色，但你可以看到生物發光的藍綠色光芒。
Will: 太酷了！
Samuel: 所以現在白天它可以是藍色、黃色，我們可以得到一些綠色、紅色，我們還有白色。所以白天你能看到一些東西，之後晚上你有生物發光。為什麼我們想擁有這種屬性、這種特性呢？因為我們的第一個原型是用於店面。
Will: 我們什麼時候能看到呢？
Samuel: 明年年初。
Opentrons 非常榮幸能夠與像 Glowee 這樣的生物技術公司合作，共同致力於利用科技中的生物學力量來改善我們星球的健康和幸福。我們很高興與大家分享 Opentrons 機器人如何在世界各地發揮作用。
