17 maan tutkijaryhmä johtaa historian suurinta genomin sekvensointitutkimusta. Miten tuloksia voidaan soveltaa lajien suojelussa, maataloudessa, terveydenhuollossa ja DNA-pohjaisten teknologioiden kehittämisessä?
Sisältö
Kaikkien monimutkaisten elämänmuotojen DNA:n sekvensointi maapallolla ei ole enää pelkkä utopistinen unelma. Vuonna 2018 käynnistynyt BioGenome Earth -projekti yrittää toteuttaa sen.
Sadat tutkijat tekevät yhteistyötä kaikkien tunnettujen eukaryoottisten lajien DNA:n sekvensoimiseksi, mukaan lukien kasvit, eläimet ja sienet.
Nyt he ovat julkaisseet yhteenvedon saavutuksistaan, tuloksistaan ja tulevaisuuden suunnitelmistaan Frontiers in Science -lehdessä. He ovat kuvanneet, kuinka he luovat tietokantaa, joka voi helpottaa biodiversiteetin tutkimusta ja hallintaa.
Hallitustenvälisen biodiversiteetti- ja ekosysteemipalvelujen tieteellisen ja poliittisen foorumin ( IPBES ) mukaan nykyinen biodiversiteettikriisi liittyy lajien ja ekosysteemien kiihtyvään häviämiseen syistä, kuten metsien hakkuut, ilmastonmuutos ja ympäristön pilaantuminen.
Tämän ongelman ratkaisemiseksi BioGenome Earth -projektin tutkijat yrittävät käyttää tietokantaa haavoittuvien lajien tunnistamiseen, suojeluohjelmien suunnitteluun ja ratkaisujen kehittämiseen planeetan elämän suojelemiseksi.
Elämän salainen koodi
Projektin tavoitteena on sekvensoida kaikkien eukaryoottisten lajien genomi. Tehtävänä on luoda ”tietokanta, joka tarjoaa tietoa biologisen monimuotoisuuden säilyttämisestä, edistää bioalan kehitystä, varmistaa elintarviketurvan, kehittää lääketiedettä ja syventää ymmärrystä biologisesta monimuotoisuudesta”, kuten Mark Blackster Wellcome Sanger -instituutista Isossa-Britanniassa, He Zhang BGI-Shenzhenista Kiinasta ja Harris Levin Arizonan osavaltion yliopistosta Yhdysvalloista.
Yhteistyökumppaneina ovat myös tutkijat Brasiliasta, Espanjasta, Saksasta, Etelä-Afrikasta, Sveitsistä, Kanadasta, Ruotsista, Australiasta, Ranskasta, Italiasta, Japanista, Norjasta, Tanskasta ja Alankomaista.
He kertoivat yksityiskohtaisesti, että ensimmäisessä vaiheessa he onnistuivat sekvensoimaan vähintään yhden lajin jokaisesta eukaryoottien heimosta, yhteensä noin 10 000 lajia.
Toisessa vaiheessa tavoitteena on luoda neljän vuoden aikana vertailugenomit 150 000 lajille, mukaan lukien vähintään puolet tunnustetuista sukuista ja muista keskeisistä lajeista. Lopullisena tavoitteena on saavuttaa 1,67 miljoonaa lajia kymmenessä vuodessa.
Tiede, joka ylittää rajat
BioGenome Earth -projekti perustuu teknologioihin, kuten kannettaviin laboratorioihin ja edistyneisiin sekvensointialustoihin. Nämä työkalut mahdollistavat DNA:n keräämisen syrjäisillä tai vaikeapääsyisillä alueilla.
Tämä aloite edistää yhteistyötä alueellisten keskusten kautta ja paikallisten yhteisöjen integrointia.
”Näytteiden hankkiminen riippuu suuresti paikallisesta inhimillisestä pääomasta ja osaamisesta”, tutkijat korostivat.
500 miljoonan dollarin budjetilla perustetun rahaston tavoitteena on nopeuttaa luonnonsuojelu-, maatalous- ja seurantaratkaisujen käyttöönottoa, erityisesti eteläisen pallonpuoliskon maissa, mukaan lukien Etelä-Amerikka.
Tiimillä on edessään myös haastavia tehtäviä: tietojen suojaus, hyötyjen oikeudenmukainen jakaminen ja globaali hallinto. He uskovat, että näiden kysymysten ratkaiseminen on avainasemassa sen varmistamisessa, että geneettinen informaatio tuottaa todellista ja yleistä hyötyä.
Perintö planeetalle
Syyskuussa 2024 mennessä projekti ja sen kumppanit olivat luoneet 1667 korkealaatuista vertailugenomia. Kun otetaan huomioon muut työt, kokonaismäärä ylittää 3400 genomin.
Tämä kattaa noin 10 % tunnustetuista eukaryoottien perheistä, mikä on edistystä, vaikka lopulliseen tavoitteeseen on vielä pitkä matka.
Luettelossa on mukana lajeja, kuten kasvi Arabidopsis thaliana ja ihminen ( Homo sapiens sapiens ) , mikä mahdollistaa vertailujen tekemisen ja uusien tutkimussuuntien avaamisen.
Siihen kuuluvat myös laajasti tutkittuja lajeja, kuten hedelmäkärpänen ( Drosophila melanogaster), hiiri ( Mus musculus ), riisi ( Oryza sativa ) ja mato Caenorhabditis elegans . Avoimen pääsyn tietokannan tavoitteena on varmistaa sen etujen oikeudenmukainen ja globaali jakautuminen.
Infobae-lehden haastattelussa Conicet-tutkimuslaitoksen biologian tutkija Pablo Teta, joka työskentelee Bernardino Rivadavia -luonnontieteellisessä museossa ja on entinen Argentiinan nisäkkäiden tutkimusseuran (SAREM) puheenjohtaja, jakoi näkemyksensä planeetan biologisen monimuotoisuuden luettelointiin ja ymmärtämiseen liittyvistä ongelmista.
”Tällä hetkellä tiedämme vain 15–20 prosenttia biodiversiteetistä; loput on vielä löydettävä tai nimettävä. Siksi suurin osa viimeaikaisista biodiversiteettitutkimuksista on keskittynyt tämän inventoinnin loppuun saattamiseen. Maapallon biogeeni -projekti ylittää sen perustiedon rajat, jota meillä ei vielä ole planeetan lajeista.”
”Molemmat suunnat voivat kehittyä rinnakkain, ja biodiversiteettiä koskevan tiedon lisääminen on aina positiivista”, hän sanoi.
”Jos emme vieläkään tunne suurinta osaa lajeista, emme myöskään tunne niiden piilevää potentiaalia, jota ne voivat tarjota esimerkiksi lääketieteessä, terveydenhuollossa tai elintarviketeollisuudessa. Siksi kaikki edistys tällä alalla on ratkaisevan tärkeää”, lisäsi tohtori Teta.
