Akademisi Universitas Minnesota Twin Cities telah merancang robot buatan yang, melalui pembelajaran mesin, mengotomatiskan prosedur injeksi mikro yang rumit dari dua organisme berbeda yang merupakan mata kuliah genetika. Produksi massal memungkinkan para ilmuwan menggunakan komponen otomasi ini untuk memanipulasi organisme dengan struktur sel yang memadai, termasuk lalat buah dan larva ikan. Perangkat ini akan menghemat banyak waktu dan uang di laboratorium dengan mempermudah penggantian metode manual dengan otomatisasi untuk melakukan pengujian genetik dalam skala besar, yang menjadi tidak efektif dengan pengoperasian manual.
Mengotomatiskan manipulasi genetik
Studi penelitian, “Manipulasi genetik organisme multifasa dengan throughput tinggi oleh mesin mikroinjeksi embrionik yang dipandu penglihatan kamera,” ada di sampul terbitan GENETICS, jurnal online bulan April 2024. Dua mahasiswa pascasarjana teknik mesin Universitas Minneapolis, Alegria Andrew dan Joshi Amey, melakukan penelitian dan menjawab pertanyaan. Tim komersialisasi yang dibentuk di dalam perusahaan berfokus pada pemasaran teknologi untuk aplikasi luas melalui perusahaan rintisan di Minnesota, Objective Biotechnology.
Mikroinjeksi adalah jenis manipulasi yang menyuntikkan bahan tertentu ke dalam sel atau jaringan menggunakan pipet yang sangat halus. Barang yang dikirimkan bisa berupa sel, materi genetik, atau apa pun. Para ilmuwan saat ini telah mengembangkan robot yang dapat mengenali embrio dengan ketebalan kurang dari rambut. Setelah pendeteksian selesai, mesin membuat rute dan dapat mengontrol seluruh proses. Ini adalah cara robot membantu sektor kesehatan.
“Suntikan otomatis ini telah menggantikan suntikan manual, yang lebih andal dan efisien,” komentar Suhasa Kodandaramaiah, profesor teknik mesin di Universitas Minnesota dan penulis senior studi tersebut. Pergeseran dalam bidang penelitian ini akan memungkinkan praktik eksperimen baru di tingkat laboratorium individu, yang tidak akan mungkin terjadi tanpa teknologi jenis ini.” Umumnya, merupakan tanggung jawab teknisi yang berkualifikasi untuk melakukan injeksi mikro, yang tidak tersedia di banyak laboratorium. Teknologi revolusioner ini dapat memperluas kemampuan prosedur pra-lab sekaligus mempersingkat durasi dan mengurangi biaya terkait.
“Ini sangat merangsang genetika, yang merupakan tempat berkembangnya alat-alat baru ini.” Selain itu, ini adalah kesempatan bagus untuk mempelajari lebih lanjut dan mengungkap rahasia kode genetik kita. Meskipun teknologi penulisan dan pembacaan DNA telah meningkat pesat dalam beberapa tahun terakhir, perluasan jangkauan organisme di mana kita dapat melakukan eksperimen genetik skala besar akan dimungkinkan dengan menggabungkan teknologi kita dengan kemampuan pengurutan DNA, menurut rekan penulis studi Daryl Gohl , asisten profesor di Lab Inovasi Pusat Genomics Universitas Minnesota dan Departemen Genetika, Biologi Sel, dan Perkembangan.
Aplikasi multifaset
Teknologi ini dapat digunakan tidak hanya sebagai alat dalam eksperimen genetik namun juga sebagai bantuan dalam menghindari kepunahan banyak spesies melalui kriopreservasi, sebuah metodologi yang efektivitasnya telah dibuktikan selama pembekuan dalam. “Robot ini dapat digunakan untuk menyuntikkan nanopartikel ke dalam sel dan jaringan, yang dapat membantu melestarikan dan memulihkannya dalam proses penghangatan kembali,” jelas Kodandaramaiah.
Selain itu, rekan satu tim lainnya mengemukakan beberapa gagasan mengenai penggunaan teknologi canggih lainnya, yang dapat memberikan kontribusi lebih besar lagi. Kemungkinan teknologi bisa menjadi lebih baik karena penanaman embrio dapat dilakukan satu per satu melalui fertilisasi in vitro untuk mengurangi kemungkinan komplikasi. Dengan menggunakan teknologi yang sama di bawah kepemimpinan Andrew Alegria, salah satu penulis makalah dan lulusan teknik mesin. asisten peneliti di Lab Biosensing dan Biorobotika Universitas Minnesota.
Selain para pendiri, tim tersebut juga terdiri dari peneliti universitas dari Fakultas Sains dan Teknik dan Lab Inovasi dari Pusat Genomik Universitas Minnesota. Turnamen terakhir menampilkan tim kami sebagai juara kompetisi bioteknologi “Walleye Tank” Universitas. Pengunjung acara tersebut akan menerima pendidikan bisnis dan pemasaran serta kesempatan untuk merayakan pencapaian perusahaan-perusahaan yang ada dan yang akan datang di sektor medis dan ilmu hayati.
Artikel ini awalnya muncul di Phys Org.