Grupa naukowców z 17 krajów prowadzi największe w historii badania nad sekwencjonowaniem genomu. Jak można wykorzystać uzyskane wyniki w dziedzinie ochrony gatunków, rolnictwa, opieki zdrowotnej i rozwoju technologii opartych na DNA?
Spis treści
Sekwencjonowanie DNA wszystkich złożonych form życia na Ziemi przestało być tylko utopijnym marzeniem. Projekt BioGenome Earth, uruchomiony w 2018 roku, próbuje urzeczywistnić tę wizję.
Setki naukowców współpracują w celu sekwencjonowania DNA wszystkich znanych gatunków eukariotycznych, w tym roślin, zwierząt i grzybów.
Teraz opublikowali w czasopiśmie Frontiers in Science streszczenie swoich osiągnięć, wyników i planów na przyszłość, opisując, w jaki sposób tworzą bazę danych, która może przyczynić się do badań i zarządzania różnorodnością biologiczną.
Według Międzyrządowej Platformy Naukowo-Politycznej ds. Różnorodności Biologicznej i Funkcjonowania Ekosystemów (IPBES) obecny kryzys różnorodności biologicznej wiąże się z przyspieszoną utratą gatunków i ekosystemów z powodu takich czynników, jak wylesianie, zmiana klimatu i degradacja środowiska.
Aby rozwiązać ten problem, naukowcy z projektu BioGenome Earth próbują wykorzystać bazę danych do identyfikacji zagrożonych gatunków, opracowania programów ochrony i stworzenia rozwiązań mających na celu ochronę życia na naszej planecie.
Tajny kod życia
Celem projektu jest sekwencjonowanie genomów wszystkich gatunków eukariotycznych. Zadaniem jest stworzenie „bazy danych, która dostarcza informacji na temat ochrony różnorodności biologicznej , przyczynia się do rozwoju bioinformatyki, zapewnia bezpieczeństwo żywnościowe, rozwija medycynę i pogłębia zrozumienie różnorodności biologicznej” – mówią Mark Blackster z Instytutu Welcoma Sangera w Wielkiej Brytanii, He Zhang z BGI-Shenzhen w Chinach i Harris Levin z Uniwersytetu Stanowego Arizony w USA.
Wśród uczestników są też naukowcy z Brazylii, Hiszpanii, Niemiec, RPA, Szwajcarii, Kanady, Szwecji, Australii, Francji, Włoch, Japonii, Norwegii, Danii i Holandii.
Opowiedzieli szczegółowo, że w pierwszej fazie udało im się zsekwencjonować co najmniej jeden gatunek z każdego typu eukariontów, łącznie około 10 000 gatunków.
Druga faza ma na celu stworzenie referencyjnych genomów dla 150 000 gatunków, w tym co najmniej połowy uznanych rodzajów i innych kluczowych gatunków, w ciągu czterech lat, a ostatecznym celem jest osiągnięcie 1,67 miliona gatunków w ciągu dziesięciu lat.
Nauka przekraczająca granice
Projekt BioGenome Earth opiera się na takich technologiach, jak przenośne laboratoria i zaawansowane platformy sekwencjonowania, narzędzia umożliwiające zbieranie DNA w odległych lub trudno dostępnych obszarach.
Inicjatywa ta sprzyja współpracy poprzez regionalne centra i integrację lokalnych społeczności.
„Uzyskanie próbek w znacznym stopniu zależy od lokalnego kapitału ludzkiego i doświadczenia” – podkreślili naukowcy.
Celem funduszu, utworzonego z budżetem w wysokości 500 milionów dolarów, jest przyspieszenie wdrażania rozwiązań w zakresie ochrony przyrody, rolnictwa i monitorowania, zwłaszcza w krajach globalnego Południa, w tym w Ameryce Południowej.
Zespół stoi również przed trudnymi zadaniami: ochroną danych, sprawiedliwym podziałem korzyści i globalnym zarządzaniem. Uważają oni, że rozwiązanie tych problemów jest kluczem do zapewnienia, że informacje genetyczne przyniosą rzeczywiste i powszechne korzyści.
Dziedzictwo dla planety
Do września 2024 r. projekt i jego partnerzy stworzyli 1667 wysokiej jakości referencyjnych genomów. Biorąc pod uwagę inne prace, łączna liczba przekracza 3400 genomów.
Obejmuje to około 10% uznanych rodzin eukariontów, co stanowi postęp, chociaż do ostatecznego celu jest jeszcze daleko.
Na liście znajdują się takie gatunki, jak roślina Arabidopsis thaliana i człowiek (Homo sapiens sapiens), co pozwala na dokonywanie porównań i otwiera nowe kierunki badań.
Znajdują się w nim również szeroko badane gatunki, takie jak muszka owocowa (Drosophila melanogaster), mysz (Mus musculus), ryż (Oryza sativa) i robak Caenorhabditis elegans. Celem tej otwartej bazy danych jest zapewnienie sprawiedliwego i globalnego rozkładu jej korzyści.
W wywiadzie dla Infobae Pablo Teta, biolog z instytutu badawczego Conicet, pracujący w Muzeum Historii Naturalnej im. Bernardino Rivadavia i były prezes Argentyńskiego Towarzystwa Badań nad Ssakami (SAREM), podzielił się swoimi poglądami na problemy związane z katalogowaniem i badaniem różnorodności biologicznej naszej planety.
„Obecnie znamy tylko 15–20 procent bioróżnorodności; reszta pozostaje jeszcze do odkrycia lub nazwania. Dlatego większość ostatnich badań w dziedzinie bioróżnorodności koncentruje się na zakończeniu tej inwentaryzacji. Projekt „Biogen Ziemi” wykracza poza podstawową wiedzę na temat gatunków na naszej planecie, której wciąż nam brakuje”.
„Oba kierunki mogą rozwijać się równolegle, a poszerzanie wiedzy na temat bioróżnorodności jest zawsze pozytywne” – powiedział.
„Jeśli nadal nie znamy większości gatunków, nie znamy również ich ukrytego potencjału, który mogą zaoferować, na przykład w medycynie, opiece zdrowotnej lub przemyśle spożywczym. Dlatego każdy postęp w tej dziedzinie ma kluczowe znaczenie” – dodał dr Teta.
