დედამიწის ბიოგენომის პროექტს სურს მოაწყოს მთელი სიცოცხლე დედამიწაზე

ადამიანებს აქვთ ცუდი ჩვევა: ბიბლიური დროიდან მოყოლებული, ჩვენ აპოკალიფსებს მხოლოდ ბოლო წუთების გეგმების ჩამოსაყალიბებლად ვიყენებდით, რათა გადავარჩინოთ პლანეტა განადგურებისგან.

კარგი, ჩვენ შეიძლება დავიცვათ ღვთის რისხვა, მაგრამ ჯერ არა კლიმატის ცვლილების შედეგები. ასე რომ, ზღვის დონისა და გლობალური ტემპერატურის მატებასთან ერთად, რამდენიმე თანამედროვე ნოემ აიღო მომავალი თაობებისთვის სიცოცხლის შენარჩუნების ამოცანა. კიდობნის ნაცვლად, მათ გადაიხადეს ტექნოლოგია, როგორც მათი შესანახი ჭურჭელი.

არქტიკულ ნორვეგიის შორეულ კუნძულზე, სვალბარდის გლობალური თესლის სარდაფი გვთავაზობს გამაგრებულ სახლს 1700-მდე სხვა თესლის ბანკისთვის, რომლებიც წიწაკაა მთელ მსოფლიოში. ორგანიზაციის მიზანია შეინარჩუნოს გენეტიკური მრავალფეროვნება და გადაარჩინოს სოფლის მეურნეობა კატასტროფული წარუმატებლობისგან შეუბრალებელი გარემოს შედეგად.

ინტერდისციპლინარული გუნდი უკან

ციფრული ცხოვრება, მეორეს მხრივ, იყენებს მაღალი გარჩევადობის კამერებს ცხოველების 3D სურათების გადასაღებად, აქცენტით გადაშენების პირას მყოფ სახეობებზე. ამ 3D მოდელების უფასო ონლაინ გამოქვეყნებით, პროექტი ხელს უწყობს სამეცნიერო მონაცემების გაზიარებას მთელს მსოფლიოში, ხოლო ნიმუშების შენარჩუნებას - თუმცა ციფრულად - მომავალი თაობებისთვის.

ახლა გენომიკოსთა ჯგუფმა დასახა საკუთარი ამბიციური მიზანი - დედამიწაზე არსებული ყველა მცენარისა და ცხოველის გენომის თანმიმდევრობა. ე.წ დედამიწის ბიოგენომის პროექტი, ისინი იმედოვნებენ, რომ გახსნიან ევოლუციის საიდუმლოებებს, დაეხმარებიან კონსერვაციის მცდელობებში და დაეხმარებიან სახეობების გეგმის შენარჩუნებას სამუდამოდ.

წარმოშობა

პროექტი სათანადოდ განხორციელდა - ხელსახოცის უკანა მხარეს, სანამ რამდენიმე მეცნიერი სიცოცხლის საიდუმლოებებს ათვალიერებდა. მათ დისკუსიაში, ჰარის ლევინი, ჯინ რობინსონი, და ჯონ კრესი ჩიხში მივიდა. მათი სამეცნიერო მისწრაფებები განსხვავდებოდა - ლევინი სწავლობს გენომის ევოლუციას, რობინსონი სოციალური ქცევის წარმოშობას მწერები და კრესი მცენარეებისა და ფრინველების ერთობლივი ევოლუციაა - მაგრამ ისინი ყველა შეთანხმდნენ, რომ მათ გაცილებით მეტი მონაცემი დასჭირდებოდათ მათი გასატეხად კონკრეტული კოდები.

„სიტყვასიტყვით ასობით შეკითხვა გვჭირდებოდა დავსვათ პლანეტაზე ცხოვრების საიდუმლოებების გასაგებად“, განუცხადა Digital Trends-ს ლევინმა, კალიფორნიის უნივერსიტეტის პროფესორმა, დევისმა.

როგორც გენომიკოსებს, მათთვის საჭირო ინფორმაციის დიდი ნაწილი დნმ-ში იყო შეფუთული, ამიტომ ლევინმა დაწერა რამდენიმე ხელსახოცის უკანა გამოთვლები იმის სანახავად, თუ რა იქნება საჭირო სრული გაწმენდისთვის, ყველა გენომის თანმიმდევრობით მცენარეული და ცხოველური ცხოვრება. მისი თქმით, ეს შესაძლებელი ჩანდა, ამიტომ მათ დაიწყეს დედამიწაზე სიცოცხლის ასეთი ვრცელი გენომიური რუქის არსებობის შედეგების განხილვა.

”ჩვენ მივხვდით, რომ ის, რაც გვექნებოდა, იქნებოდა ინფრასტრუქტურა ახალი ბიოლოგიისთვის,” - თქვა მან, ”მეცნიერული სტრუქტურა იმის გასაგებად, თუ როგორ განვითარდა სიცოცხლე პლანეტაზე და, რა თქმა უნდა, რა შეგიძლიათ მიიღოთ აქედან ცოდნა."

მოგვიანებით, მკვლევარებმა შეიმუშავეს ვადები და შეასრულეს კიდევ რამდენიმე ოფიციალური გამოთვლა, შექმნეს 10-წლიანი გეგმა, რომლის სავარაუდო ღირებულება 4,7 მილიარდი დოლარია.

მიზეზები

დედამიწის ბიოგენომის პროექტი ორი ძირითადი მიმართულებით არის განპირობებული. პირველი, ასეთი რესურსი მისცემს გენომიკოსებს უპრეცედენტო წვდომას ცხოვრების ინსტრუქციებზე. თუ გენებს თვლით ინგრედიენტებად და ორგანიზმებზე, როგორც კვებაზე, გენომები ჰგავს რეცეპტებს ევოლუციური სამზარეულოს წიგნში. გენომის კითხვა შეიძლება ზუსტად არ გეტყვით, რატომ არის ორგანიზმი ისეთი, როგორიც არის, მაგრამ საკმაოდ მკაფიო ჩარჩოს გაძლევს იმის შესასწავლად, თუ როგორ გაჩნდა.

"როგორ მოეწყო ცხოვრება?" ლევინი ამბობს და იწყებს ევოლუციის საიდუმლოებების ჩამოთვლას. „როგორი ურთიერთობაა პლანეტაზე არსებულ ორგანიზმებს შორის? ეს არ არის ნათელი, თუ როგორ კეთდება ტრადიციული ტაქსონომია… მაგრამ დნმ-ის თანმიმდევრობების შედარებით სხვა შეგიძლიათ გაიგოთ ურთიერთობები და დროთა განმავლობაში გაიგოთ ისეთი რამ, როგორიცაა წინაპრების ადგილი შეიკრიბა“.

პროექტის კიდევ ერთი მიზანია დნმ-ის რუკა კონსერვაციისა და შენარჩუნების მიზნით.

„როდესაც თქვენ გეცოდინებათ ეს გენეტიკური ინფორმაცია, შეგიძლიათ შეიმუშავოთ პროგრამები, რომლებიც საშუალებას მისცემს კონსერვაციის ბიოლოგებს შეიმუშაონ კონსერვაციისა და შენარჩუნების გეგმები ამ ინფორმაციის საფუძველზე“, - თქვა ლევინმა. ეს შეიძლება მარტივად ჟღერდეს, მაგრამ ეს გულისხმობს მორგებულ გეგმებს თითოეული სახეობისთვის.

პროექტის პირველი ფაზის განმავლობაში მკვლევარები შეეცდებიან დაადგინონ დაახლოებით 9300 სახეობა, თქვა ლევინმა, მინიმუმ ერთი ევკარიოტული ოჯახიდან. 500 მილიონი დოლარიდან, ლევინის შეფასებით, მათ დასჭირდებათ პირველი ეტაპის დასაფინანსებლად, გუნდმა 100 მილიონი დოლარი შეაგროვა.

ისინი გააფართოვებენ თავიანთ ქსელს მოგვიანებით ფაზებში და მიზნად ისახავს შეიცავდეს 23000 სახეობას, რომლებიც ჩამოთვლილია, როგორც გადაშენების საფრთხის ქვეშ. ბუნების დაცვის საერთაშორისო კავშირი და, საბოლოოდ, ისინი იმედოვნებენ, რომ ყველა ცნობილი თანმიმდევრობით დაასახელონ ცხოვრება.

ამის დამოუკიდებლად გაკეთება შეუძლებელი იქნებოდა, ამიტომ ლევინმა და მისმა კოლეგებმა დახმარება მოითხოვეს. თანამემამულე მკვლევარებმა, ინსტიტუტებმა და მთელმა ქვეყნებმაც კი გამოიჩინეს ინტერესი დედამიწის ბიოგენომის პროექტში წვლილი შეიტანონ, აიღონ გარკვეული დატვირთვა და დაეხმარონ ანგარიშის გადახდას.

„მსოფლიოს ქვეყნებს სურთ მონაწილეობა მიიღონ მნიშვნელოვანი გზით“, თქვა ლევინმა, „არა მხოლოდ პროექტში ნიმუშების მიწოდებით, არამედ ასევე… საკუთარი შიდა შესაძლებლობებისა და ინფრასტრუქტურის შემუშავება თანმიმდევრობის, ინტერპრეტაციისა და ინფორმატიკის გასაკეთებლად“. მან მიუთითა ბრაზილია, რომელიც, ამაზონის აუზის წყალობით, წარმოადგენს მთელი გლობალური ბიომრავალფეროვნების დაახლოებით ათ პროცენტს, როგორც ქვეყანა, რომელსაც სურს ჩაერთოს.

გამოწვევები

პროექტს თან ახლავს რამდენიმე კითხვა, მათ შორის, შესაძლებელია თუ არა ეს და ღირს კი?

აღმოაჩინეს დაახლოებით 1,5 მილიონი სახეობა, მაგრამ ექსპერტები თვლიან, რომ ეს წარმოადგენს მცენარეთა და ცხოველთა მთლიანი რაოდენობის მხოლოდ ათ პროცენტს. დღემდე, ჩვენ დავადგინეთ მხოლოდ 15000 სახეობა.

მაგრამ თანმიმდევრობის ტექნოლოგია მნიშვნელოვნად განვითარდა ადამიანის გენომის პროექტის შემდეგ, 3 მილიარდი დოლარის ღირებულების ინიციატივა, რომლის დასრულებას 13 წელი დასჭირდა. რამდენიმე წლის წინ კომპანიები ტრაბახობდნენ, რომ მათ შეეძლოთ მთელი ადამიანის გენომის თანმიმდევრობა 1000 დოლარზე ნაკლებ ფასად. გასულ წელს მათ განაცხადეს, რომ ამის გაკეთება 100 დოლარად შეეძლოთ. ასე რომ, ლევინს არ ადარდებს თანმიმდევრობა - ის ორიენტირებულია პირველ რიგში ნიმუშებზე ხელის მოკიდებაზე.

”ნიმუშების შეძენა ყველაზე რთული ნაწილია,” - თქვა მან. „მიმდევრობა არ არის ყველაზე რთული. ჩვენ გვაქვს ამის ტექნოლოგია. ეს არის ვაუჩერი, შეგროვება, გარკვეული სახეობის მართებულობის დარწმუნება [ეს იქნება ყველაზე დიდი გამოწვევა]. მსოფლიოში მრავალი სახეობისთვის არის მხოლოდ ერთი ადამიანი, რომელსაც შეუძლია ამ სახეობის იდენტიფიცირება. მსოფლიოში ძალიან ცოტა ექსპერტია, ვისაც შეუძლია ასეთი სამუშაოს შესრულება.

ყველას არ ჰგონია, რომ პროექტი ღირსეული დევნაა, როცა საქმე სახეობების გადარჩენას ეხება. ისეთ ადგილას, როგორიც ბრაზილიური ამაზონია, რომელიც აგებს ყოველწლიურად ათასობით კვადრატული მილი ტროპიკული ტყე და რომელიც მთავრობა, როგორც ჩანს, გადამწყვეტია დაცვის ვალდებულებაში, სახეობების თანმიმდევრობის კამპანიას შესაძლოა აზრი არ ჰქონდეს.

„ამაზონის მსგავსი ადგილის შესახებ პრინციპული კითხვა არის ის, თუ რა შეგვიძლია გავაკეთოთ იმისათვის, რომ თავიდან ავიცილოთ იგი კვამლში მომდევნო ოცდაათი ან ორმოცი წლის განმავლობაში. სტიუარტ პიმი, თქვა კონსერვაციის ეკოლოგმა და გადაშენების კვლევების ექსპერტმა. „თუ ის კვამლში ამოდის, მიუხედავად იმისა, ვიცით თუ არა გენომი, ეს ჩვენთვის სასარგებლო არ იქნება“.

პიმმა აღიარა, რომ ის „არ აღფრთოვანებულია გენომებით“, მაგრამ თქვა: „ეს მე მგონია, რომ შორს ვარ მთავარი გამოწვევებისგან… არ ვფიქრობ, რომ ეს არის ძალიან სასარგებლო პროექტი ბიომრავალფეროვნების გამოწვევების სიდიდის გათვალისწინებით, რომლებიც დაკავშირებულია ამაზონის დაცვაში და ბიომრავალფეროვნების დაცვაში. სამყარო.”

რა ბოლომდე

სახეობების შენარჩუნებას რომ თავი დავანებოთ, შეიძლება ათწლეული არ დასჭირდეს დედამიწის ბიოგენომის პროექტს სხვა გზებით ანაზღაურებას. ბოლო პარტნიორობით, პროექტი შეუერთდა დედამიწის კოდების ბანკიციფრული პლატფორმა, რომელიც აღრიცხავს და აღრიცხავს ბიოლოგიურ მონაცემებს საჯარო ბლოკჩეინზე. ქვეყნის „ბიოლოგიური აქტივების“, გენეტიკური კოდის ჩათვლით, ღია და დაცული ქცევით ბიოპროსპექტივა, პარტნიორობა იმედოვნებს, რომ დაეხმარება ინოვატორებს შეიმუშაონ ბიო-ინსპირირებული წამლები და ტექნოლოგიები, რომლებსაც შეუძლიათ განსაზღვრონ ჩვენი მომავალი. ორგანიზაციის ზოგიერთი მაღალი იდეა მოიცავს ჭიანჭველების გამოყენებას თვითმართველ მანქანებზე ზემოქმედებისთვის და შხამიანი ბაყაყების გამოყენებას ანტიმიკრობული მედიკამენტების შესაქმნელად.

„[ამ პარტნიორობით] მიზანია უზრუნველყოს სარგებლის გაზიარება ნებისმიერი გამოგონებისგან, ინოვაციებისა და ახალი ტექნოლოგიებისგან, რომლებიც ვითარდება ბიომრავალფეროვნების თანმიმდევრობის შედეგად, სადაც ბიომრავალფეროვნება მომდინარეობს რომელიმე კონკრეტული ქვეყნიდან“, - ლევინი განაცხადა. ”ნებისმიერი ცოდნა, რომელიც მომდინარეობს ამ პროექტიდან ან მიღებული სარგებელი შეიძლება დაბრუნდეს, ან ამ სარგებლის ნაწილი შეიძლება გაიზიაროს ამ ქვეყნებთან.”

ასეთმა პარტნიორობამ შეიძლება გამოიწვიოს ახალი ეკონომიკური მოდელი ისეთი ადგილებისთვის, როგორიცაა ამაზონის აუზი, სადაც ბიოეკონომიკა შეიძლება დაფუძნებული იყოს ბიოლოგიური ორგანიზმების შთაგონებაზე და არა ბუნებრივის ექსპლუატაციაზე რესურსები.

მაგრამ ჯერ მათ უნდა დაიწყონ თანმიმდევრობა. დარჩენილია მხოლოდ რამდენიმე მილიონი სახეობა.

რედაქტორების რეკომენდაციები

• მეცნიერებს სურთ დედამიწის დაფარვა სენსორებით. მათი საიდუმლო იარაღი? თითები