В мире, переживающем массовые вымирания видов, важно сохранять уникальные гены. Smithsonian’s Global Genome Initiative (GGI) делает это тихо, собирая и храня генетическую информацию о разнообразных организмах с целью будущих научных открытий.

Спасение редких образцов

Когда в октябре у берегов Ассатуиге Island в Мэриленде нашли погибшую морскую корову, сотрудники природоохранных служб доставили ее тело в Центр поддержки музея Smithsonian. Там ученые вскрыли труп, взяли образцы тканей и поместили их в специальные сосуды с жидким азотом при температуре -190°C. Этот случай стал первым в новом биорепозитории штата Флорида, созданном для хранения образцов на долгий срок.

Создание уникальной коллекции

Все образцы получают уникальные номера и штрих-коды, что позволяет легко отслеживать их в базе данных. Вся информация о генетическом материале, включая род, вид, место сбора и других параметры, заносится в систематизированный каталог. Такой подход гарантирует высокое качество и доступность данных для ученых.

Значение сохранения ДНК

Генетическая коллекция Smithsonian — это глобальный проект, в рамках которого собираются образцы представителей флоры и фауны с целью сохранить их гены на будущее. Исследователи считают, что это важно, потому что многие виды находятся под угрозой исчезновения, и у нас пока нет технологий их возрождения. Однако сохранение их ДНК позволяет в будущем изучать и, возможно, восстанавливать исчезнувшие виды.

Преимущества геномных исследований

Геномика помогает понять эволюцию, строить «древо жизни» и искать ответы на загадки о том, почему одни организмы более устойчивы к болезням, а другие — нет. Например, ученые изучают, почему у акул ниже риск развития рака или как медузы-неумираемы избегают смерти. Эти знания могут привести к новым методам лечения болезней и улучшению здоровья человека.

Процесс сбора и хранения

На экспедициях ученые собирают ткани растений и животных, которые помещают в cryovials — специальные сосуды с жидким азотом. После этого образцы доставляют в Smithsonian, где регистрируют и заносят в электронные базы данных. В настоящее время в коллекции уже более 2 000 семейств и около 9 000 родов, а объем хранения достигает сотен тысяч образцов.

Международное сотрудничество

Для достижения целей GGI организует экспедиции по всему миру, сотрудничает с зоопарками и ботаническими садами, а также развивает партнерства с научными институтами. Это позволяет собирать образцы даже из труднодоступных мест и восполнять пробелы в генетическом разнообразии планеты.

Геномное секвенирование и базы данных

Учёные не только собирают образцы, но и проводят секвенирование — определение последовательности ДНК. В недавно открытой лаборатории в Национальном музее естественной истории уже расшифровано около 1000 геномов разнообразных организмов, таких как бабочки, муравьи, лягушки и пауки.

Создание глобальной базы

Главная цель — разработать быстрый и удобный доступ к данным о геномах видов. Это поможет идентифицировать виды по их ДНК, например, определить, какой именно паук у вас дома. В будущем это значительно упростит работу таксономов и откроет новые горизонты для биологических исследований.

Метагеномика и мониторинг экосистем

Метагеномика — это метод, при котором изучают смесь ДНК множества видов, выделенную из природных образцов. В Smithsonian используют ARMS — автономные структуры для мониторинга морской жизни, которые через год позволяют ученым сравнить текущую биоразнообразие с прошлым и отслеживать изменения в экосистемах.

Практические примеры

Образцы из Chesapeake Bay, собранные с помощью ARMS, содержат гены более 570 тысяч организмов, представляющих 1204 вида. Эти данные помогают понять, как меняется морская жизнь и насколько она сохраняет свое богатство.

Создание глобальной сети

Для эффективного обмена образцами и информацией в рамках GGI создан Глобальный биорепозиторий — сеть из 40 институтов в 20 странах. Уже в базе данных насчитывается около 183 тысяч образцов, охватывающих около 22 тысяч видов. Такая международная сеть помогает координировать усилия по сохранению биоразнообразия.

Международное сотрудничество

Несмотря на то, что GGI базируется в Smithsonian, его деятельность охватывает весь мир. Партнерство с различными учреждениями — ключ к успеху в сохранении и изучении генетического наследия планеты.

Марина Новикова

Научный журналист, которая зажигает в умах читателей огонь любопытства. Она переводит сложнейший язык Вселенной — от шёпота далёких галактик до генетического кода в наших клетках — на понятный и увлекательный человеческий язык. Её статьи — это не сухие факты, а захватывающие экспедиции на передний край знаний, доказывающие, что наука — это самое грандиозное приключение в истории человечества.