Az Earth BioGenome Project szeretné sorba rendezni az összes életet a Földön

The Earth BioGenome Project | Amazóniai fabéka
Föld BioGenome Projekt

Az embereknek van egy rossz szokásuk: a bibliai idők óta csak azért vezettük be az apokalipsziseket, hogy az utolsó pillanatban terveket készítsünk a bolygó megmentésére a pusztulástól.

Tartalom

  • Eredet
  • Okok
  • Kihívások
  • Milyen Végre

Nos, lehet, hogy megkíméltünk minket Isten haragjától, de még nem az éghajlatváltozás következményeitől. Így a tengerszint és a globális hőmérséklet emelkedésével a mai Noé maroknyi embere vállalta az élet megőrzését a jövő generációi számára. Bárka helyett a technológia felé fordultak, mint konzerváló edényükhöz.

Ajánlott videók

„Szó szerint több száz kérdést kellett feltennünk, hogy megismerjük az élet titkait.”

A sarkvidéki Norvégia egyik távoli szigetén a Svalbard Global Seed Vault megerősített rejtekhelyet kínál a mintegy 1700 más magbank számára, amely szerte a világon megtalálható. A szervezet célja a genetikai sokféleség megőrzése és a mezőgazdaság megmentése a könyörtelen környezet következtében bekövetkező katasztrofális kudarctól.

Az interdiszciplináris csapat mögött

Digitális Élet, másrészről, nagyfelbontású kamerákat használ az állatok 3D-s képeinek készítéséhez, amelynek középpontjában a veszélyeztetett fajok állnak. Azáltal, hogy ezeket a 3D-s modelleket ingyenesen közzéteszi az interneten, a projekt elősegíti a tudományos adatok megosztását az egész világon, miközben a példányokat – bár digitálisan – megőrzi a jövő generációi számára.

Most egy genomikus csapat kitűzte saját ambiciózus célját – a Föld összes növényének és állatának genomjának szekvenálását. Hívta a Föld BioGenome Projekt, remélik, hogy feltárják az evolúció titkait, segítik a természetvédelmi erőfeszítéseket, és segítenek megőrizni a fajok tervrajzát az örökkévalóságig.

Eredet

A projekt megfelelő módon kelt életre – egy szalvéta hátulján, miközben néhány tudós az élet titkairól elmélkedett. Megbeszélésük során Harris Lewin, Gene Robinson, és John Kress zsákutcába jutott. Tudományos törekvéseik különböztek – Lewin a genom evolúcióját, Robinson a társadalmi viselkedés eredetét tanulmányozza rovarok, valamint Kress a növények és madarak együttes evolúciója – de mindannyian egyetértettek abban, hogy sokkal több adatra van szükségük konkrét kódokat.

Harris Lewin professzor, az UC Davis Evolúciós és Ökológiai Tanszékéről.UC Davis

„Szó szerint több száz kérdést kellett feltennünk, hogy megismerjük a bolygó életének titkait” – mondta Lewin, a Kaliforniai Egyetem professzora a Digital Trendsnek.

Genomikusként a szükséges információ nagy része a DNS-ben volt, így Lewin összefirkantott néhányat szalvéta hátulsó számításai, hogy megtudjuk, mi kell egy teljes söprés elvégzéséhez, minden genomjának szekvenálásához növényi és állati élet. Elmondta, hogy ez megvalósíthatónak tűnt, ezért elkezdték mérlegelni, milyen következményekkel járhat egy ilyen kiterjedt genomiális térkép a Földön.

„Rájöttünk, hogy amink lesz, az egyfajta infrastruktúra egy új biológia számára” – mondta. struktúra, hogy valóban megértsük, hogyan alakult ki az élet a bolygón, és persze, hogy mit lehet ebből levezetni tudás."

Később a kutatók kidolgoztak egy ütemtervet, és elvégeztek még néhány formális számítást, így 10 éves tervet készítettek 4,7 milliárd dollár becsült költséggel.

Okok

Az Earth BioGenome Projectet két fő törekvés vezérli. Először is, egy ilyen erőforrás példátlan hozzáférést biztosítana a genomikusoknak az élet használati útmutatóihoz. Ha a génekre mint összetevőkre, az organizmusokra pedig az étkezésre gondol, a genomok olyanok, mint egy evolúciós szakácskönyv receptjei. A genom átolvasása nem biztos, hogy pontosan megmondja, hogy egy organizmus miért olyan, amilyen, de elég világos keretet ad annak tanulmányozásához, hogyan jött létre.

Evolúciós fejlődési információk megjelenítése az Archaea (piros), a baktériumok (lila), a gombák (narancs), a Plantae (kék), a Protista (barna) és az Animalia (zöld) esetében. Az NCBI GenBank-ból elérhető genomikai információk jelenlegi állapota a belső körben látható a teljes genomok piros színben, a kromoszómaszint kékben, az állványok sötétszürke és a kontigok világosban szürke.

– Hogyan szerveződött az élet? – mondja Lewin, és elkezdi sorolni az evolúció titkait. „Milyen kapcsolatok vannak a bolygó élőlényei között? Ez nem derül ki abból, hogy a hagyományos taxonómia hogyan történik… De ha összehasonlítjuk a DNS-szekvenciákat mindegyikhez Másrészt megértheti a kapcsolatokat, és idővel megtudhatja, hogy hol vannak az ősök konvergált.”

A projekt másik célja a DNS feltérképezése a megőrzés és megőrzés érdekében.

"A világon sok faj esetében csak egyetlen ember tudja azonosítani azt a fajt."

"Ha ismeri ezeket a genetikai információkat, olyan programokat tervezhet, amelyek lehetővé teszik a természetvédelmi biológusok számára, hogy ezen információk alapján megőrzési és megőrzési terveket dolgozzanak ki" - mondta Lewin. Ez egyszerűnek tűnhet, de minden egyes szóban forgó faj számára személyre szabott terveket fog tartalmazni.

A projekt első szakaszában a kutatók körülbelül 9300 fajt próbálnak meg szekvenálni, mondta Lewin, minden eukarióta családból legalább egyet. Lewin becslései szerint az első fázis finanszírozásához szükséges 500 millió dollárból a csapat 100 millió dollárt gyűjtött össze.

A későbbi szakaszokban bővíteni fogják hálójukat, és azt a 23 000 fajt szeretnének bevonni, amelyek veszélyeztetettként szerepelnek. a Nemzetközi Természetvédelmi Unió, és végül azt remélik, hogy sorba rendezik az összes ismertet élet.

Mindezt önmagukban kivitelezhetetlen lenne, ezért Lewin és kollégái segítséget kértek. Kutatótársak, intézmények, sőt egész országok érdeklődést mutattak az Earth BioGenome Projectben való részvétel iránt, átvállalva a munkateher egy részét, és segíteni a számlát.

A Laboratório Nacional de Bioinformática Bioinformatikai és Genomikai Laboratóriuma egyike volt azon brazil szervezeteknek, amelyeket meghívtak az EBGP-n való részvételre.Ascom / MCTIC

"A világ országai értelmes módon szeretnének részt venni benne" - mondta Lewin -, "nem csak mintákat szolgáltatnak a projekthez, hanem továbbá… saját belső kapacitásuk és infrastruktúrájuk fejlesztése a szekvenálás, tolmácsolás és informatika elvégzéséhez.” – mutatott rá Brazília, amely az Amazonas-medencének köszönhetően a teljes globális biodiverzitás nagyjából tíz százalékát képviseli, mint olyan ország, amely részt venni.

Kihívások

A projektet néhány kérdés követi, amelyek közül nem utolsósorban Megvalósítható és egyáltalán megéri?

„Úgy tűnik számomra, hogy ez nagyon messze van a fő kihívásoktól.”

Körülbelül 1,5 millió fajt fedeztek fel, de a szakértők szerint ez a létező növények és állatok teljes számának mindössze tíz százalékát teszi ki. Eddig csak körülbelül 15 000 fajt szekvenáltunk.

A szekvenálási technológia azonban jelentős fejlődésen ment keresztül a Human Genome Project óta, amely egy 3 milliárd dolláros kezdeményezés 13 évig tartott. Néhány évvel ezelőtt a cégek azzal büszkélkedtek, hogy kevesebb mint 1000 dollárért képesek megszekvenálni egy teljes emberi genomot. Tavaly azt állították, hogy 100 dollárért meg tudják csinálni. Lewin tehát nem aggódik a szekvenálás miatt – elsősorban arra koncentrál, hogy a mintákhoz jusson hozzá.

„A minták beszerzése a legnehezebb rész” – mondta. „A sorrend nem a legnehezebb. Megvan a technológiánk ehhez. Ez az utalványozás, a gyűjtés, egy bizonyos faj érvényességének ellenőrzése [ez lesz a legnagyobb kihívás]. A világon sok faj esetében csak egyetlen ember tudja azonosítani azt a fajt. Kevés olyan szakember van a világon, aki képes ilyen munkát végezni.”

A Föld BioGenome Projekt projekt áttekintése és ütemezése tíz éven keresztül.EBGP

Nem mindenki gondolja úgy, hogy a projekt méltó törekvés a fajok megmentésére. Egy olyan helyen, mint a brazil Amazon, amely veszít évente több ezer négyzetmérföldnyi esőerdő és melyik a kormány határozatlannak tűnik a védelem iránti elkötelezettségében, a fajok szekvenciálására irányuló kampány talán hiányzik a lényegről.

„A fő kérdés az olyan helyekkel kapcsolatban, mint az Amazonas, mit tehetünk annak érdekében, hogy a következő harminc-negyven évben ne füstölögjön el.” Stuart Pimm, egy természetvédelmi ökológus és a kihalási vizsgálatok szakértője mondta. "Ha füstbe megy, akár ismerjük a genomokat, akár nem, az semmi hasznunkra nem lesz."

„Bármilyen tudás, amely ebből a projektből származik, vagy a keletkezett előnyökből visszaadható, vagy ezeknek az előnyöknek egy része megosztható…”

Pimm elismerte, hogy „nem izgatja a genom”, de azt mondta: „úgy tűnik számomra, hogy ez nagyon messze van a fő kihívásoktól… Nem hiszem, hogy ez egy nagyon hasznos projekt, tekintettel a biológiai sokféleséggel kapcsolatos kihívások nagyságrendjére, amelyek az Amazonas védelmével és a biodiverzitás védelmével kapcsolatosak. világ."

Milyen Végre

Ha félretesszük a fajok megőrzését, nem telik el egy évtized sem, hogy a Föld BioGenome Projekt más módon is kifizetődjön. Egy közelmúltbeli partnerség keretében a projekt csatlakozott a Earth Bank of Codes, egy digitális platform, amely biológiai adatokat rögzít és regisztrál egy nyilvános blokkláncon. Azáltal, hogy egy ország „biológiai javait”, beleértve a genetikai kódot, nyitottá és védetté tesszük biokutatás, a partnerség azt reméli, hogy segíthet az innovátoroknak olyan bio-ihlette gyógyszerek és technológiák kifejlesztésében, amelyek meghatározhatják jövőnket. A szervezet magasztos ötletei közé tartozik, hogy hangyákkal befolyásolják az önvezető autókat, és mérgező békákat használnak antimikrobiális gyógyszerek kifejlesztésére.

Hogyan működik együtt az Earth BioGenome Project és az Earth Bank of Codes a felfedezések, adatok és minták megosztásában a résztvevő szervezetekkel.Earth Bank of Codes

„A cél [ennek a partnerségnek] az, hogy minden találmányból, innovációból és új technológiából haszon megosztást biztosítsunk. a biodiverzitás sorrendjének eredményeként alakul ki, ahol a biodiverzitás bármely adott országból származik.” Lewin mondott. "Bármilyen tudás, amely ebből a projektből származik, vagy a keletkezett előnyökből visszaadható, vagy ezeknek az előnyöknek egy része megosztható ezekkel az országokkal."

Egy ilyen partnerség új gazdasági modellt ösztönözhet olyan helyeken, mint az Amazonas-medence, ahol a A biogazdaság a biológiai szervezetektől származó inspiráción alapulhat, nem pedig a természet kiaknázásán erőforrások.

De először el kell kezdeniük a sorrendet. Már csak néhány millió faj maradt hátra.

Szerkesztői ajánlások

  • A tudósok érzékelőkbe akarják burkolni a Földet. A titkos fegyverük? Molyok