Биоартүрдүүлүктү сактай турган 9 салкын генетикалык курал

Клондоштуруу коркунучу астында калган түндүк ак ринокероздорго үмүт берет. Сүрөт: REUTERS / Christian Hartmann

Nishan Degnarain Маврикий Өкмөтүнүн Улуттук океан кеңеши

Райан Фелан негиздөөчүсү жана аткаруучу директору, Revive & Restore

Томас Малони, жаратылышты коргоо, калыбына келтирүү жана калыбына келтирүү боюнча директору

Бул макала Дүйнөлүк экономикалык форумдун жылдык жыйынынын бир бөлүгү

Дүйнөлүк биоартүрдүүлүк кризисине туш болуп жатабыз. Окумуштуулардын айтымында, жыл сайын жаныбарлардын он миңдеген түрлөрү жок болуп баратат. Жашоо планеталарынын индексине ылайык, 1970-жылдардан бери дүйнө жүзүндөгү биологиялык ар түрдүүлүк жок болуп кетти.

Мындай тынчсыздандырган тенденциялар басаңдап калуунун белгисин көрсөтпөйт. Чындыгында, калктын саны жана экономикалык өсүш, жашоо чөйрөсүнүн кеңири жайылышы, инвазивдуу түрлөр, жапайы жаныбарлардын оорулары жана климаттын өзгөрүшү басымды күчөтөт.

Сүрөт: Жандандыруу жана калыбына келтирүү

Планетабыздын биоартүрдүүлүгүн сактап калуу үчүн, бизге жаңыча мамилелер керек. Бактыга жараша, Төртүнчү Өнөр жай Революциясынын биотехнологиянын тез өнүгүүсү убада кылган. Жаңы генетикалык жана биотехнологиялык шаймандар медицинада жана айыл чарба тутумдарында, айрыкча өсүмдүктөрдө жана үй жаныбарларында колдонула баштады. Биотехнология Мур мыйзамынан тезирээк өнүгүп жатат, ал мыйзамда микрочиптерди иштетүү кубаты эки жылда эки эсе көбөйүп, ал эми чыгымдар эки эсеге арзандады.

Жогорудагы Карлсон ийри жеринен көрүнүп тургандай, геномду кезектештирүү баасы 2001-жылы 100 миллион доллардан бүгүнкү күндө 1000 долларга чейин төмөндөдү. Азыр биз биологиялык кодду тезирээк окуп эле койбостон, аны жаңы жолдор менен жаза жана долбоорлой алабыз.

Бул жерде жаратылышты сактоого жардам бере турган тогуз жаңы же өнүгүп келе жаткан биотехнология бар.

1. Биобанкинг жана крио-консервация

Biobanks биологиялык үлгүлөрдү изилдөө жана генетикалык ар түрдүүлүктү сактоо үчүн резервдик ресурс катары сактайт. Буга мисалдар катарында Сан-Диегодогу Тоңдурулган зоопарк, Тоңдурулган Сандык долбоору жана көптөгөн үрөн банктары бар. Үлгүлөр кыртыштарды, клеткалык линияларды жана генетикалык маалыматтарды берет, алар жоголуп бара жаткан жапайы жаныбарларды калыбына келтирүүгө жана калыбына келтирүүгө негиз болот. Бул үчүн, жок болуп бараткан түрлөрдөн биологиялык үлгүлөрдү үзгүлтүксүз чогултуу керек.

2. Байыркы ДНК

Байыркы ДНК (aDNA) бул миңдеген жылдар бою музей музейлеринен же археологиялык жайлардан алынган ДНК. ДНК тез бузулат, андыктан ДНКнын көпчүлүгү 50,000 жашка чейинки жаш үлгүлөрдөн жана суук климаттан келип чыгат. ДНК менен алынган эң эски үлгү - Канададагы Юкон шаарындагы тоңуп калган жерден табылган жылкы. Ал 560,000ден 780,000 жашка чейинки жылдарга арналган.

АДНК сактоо максатында, эволюция жана популяция генетикасы жөнүндө түшүнүк берип, убакыттын өтүшү менен пайда болгон зыяндуу мутацияны ачып берет. Ошондой эле ал баалуу "жок болуп кеткен аллелдерди" калыбына келтирүүгө, генетикалык жактан аз же бөлүккө бөлүнгөн популяцияларга генетикалык ар түрдүүлүктү кайтарууга мүмкүндүк берет. Жада калса жок болуп кеткен түрлөрдүн жашоого кайтып келиши жана алардын жапайы жаратылыштагы экологиялык ролдору бар.

(PS. Кечиресиз, динозаврлар жок. "Сиз таштан клон ала албайсыз.")

3. Геномдун ырааттуулугу

Жогорку ылдамдыктагы геном ырааттуулугу бир түрдү генетикалык жактан түшүнүүгө негиз боло турган шилтеме геномун жаратат жана келечекте гендик инженерия үчүн негиз боло алат. Бир нече демилгелер Жердеги жашоону ырааттуулукка багыттоо менен, генетикалык ар түрдүүлүктү кармоо үчүн теңдешсиз ресурсту түзүүгө багытталган. Genome 10K, Fish-T1K (1000 балыктардын транскриптомдору) жана Канаттуулардын Геномдору долбоору көрүнүктүү мисалдар.

Популяциянын рентабелдүүлүгүн изилдөө үчүн тезирээк секвенсия куралдары, маалымдама геномго караганда төмөн камтылышы мүмкүн. Алар жаратылышты коргоону пландаштырууга, балык чарбасын жана жаратылышты жөнгө салууну өркүндөтүүгө жана калыбына келтирүү иштерин жакшыртууга жардам берет.

Өркүндөтүлгөн геном ырааттуулугу изилдөөчүлөргө ооруга туруштук бере турган генетикалык маркерлерди же адаптациялоочу фитнесдин башка элементтерин табууга мүмкүнчүлүк берет.

4. Биоинформатика

Биоинформатика - маалыматтарды иштеп чыгуунун, чоң маалыматтардын, жасалма интеллекттин жана биологиянын бириктирилиши - жаратылышты коргоо жаатында жаңы перспективаларды жаратат. Ал геномика, протеомика жана транскриптомика - геном, протеин жана РНК транскрипттери жөнүндөгү илимдерди берет. Эсептөөчү кубаттуулуктун жогорулашы генетикалык прекурсорлорду адаптацияга, айлана-чөйрөнүн өзгөрүшүнө жана жапайы түрлөрдүн байланышкандыгына тезирээк анализдөөгө мүмкүндүк берет.

Сүрөт: Жандандыруу жана калыбына келтирүү

5. Геномдорду редакциялоо

CRISPR сыяктуу жетишкендиктер акыркы беш жылдын ичинде геномдук редакциялоону бир кыйла так жана жеткиликтүү кылды. Жабайы жаратылышты коргоо боюнча башкаруучулардын иш-аракеттери уйкусурап калышы мүмкүн болгон ооруларга каршы турууну активдештирүүгө багытталган. Башка түрлөрдүн генетикалык өзгөчөлүктөрүн “басып”, жаңы ооруларга туруштук бере алат. Андан тышкары, геномдук редакторлоо жылуу жана кычкылдуу океандарга чыдамдуу болуп, морт жана жоголуп бара жаткан коралл риф системаларынын өнүгүшүн тездетиши мүмкүн.

6. Гендик диск

Зыяндуу эмес зыянкечтердин түрлөрү, мисалы кемирүүчүлөр, чочко жана курт-кумурскалар, биологиялык ар түрдүүлүккө, айрыкча биологиялык ар түрдүүлүккө бай кичинекей аралдарга чоң коркунуч туудурат. Мындай түрлөрдү жок кылуунун салттуу ыкмалары адатта зыяндуу максаттуу таасир этүүчү күчтүү биоциддерди камтыйт. Жаңы генетикалык куралдар жардам бериши мүмкүн.

Гендердин драйвери - бул белгилүү бир гендин же гендин варианты жогорку жыштыкта ​​мураска алынуучу процесс. Мисалы, инвазивтик кемирүүчүлөрдүн көйгөйүн чечүү үчүн, ген ылдамдыгы колдонулуп, келемиштердин аралдагы популяциясынын эркек эркек болуп, тукумсуз болбой калышы үчүн, алардын жыныстык катышын өзгөртүүгө болот. Бул технологиядагы жетишкендиктер мындай өзгөчөлүктөрдү жөнгө салынуучу, региондук жана калыбына келтирүүгө мүмкүндүк берет.

Гендик драйв технологиясы ооруну түп-тамырынан жок кылышы мүмкүн. Чиркейдин безгек, зика жана денге ысышы сыяктуу адам ооруларын, ошондой эле жапайы жаныбарлардын канаттуулар безгеги сыяктуу ооруларын жуктуруп алуу мүмкүнчүлүгүн жокко чыгарууга болот.

Эгер жоопкерчилик менен колдонулса, ген дисктери потенциалдуу трансформациялык жаңы куралды билдирет. Бирок, дискти жогорку мурастоо ген талаасындагы технологияны талаада колдонуу талаштуу абалга алып келет. Бактыга жараша, консервациялоо максатында гендин бир нече түрү иштелип чыгууда, ал максаттуу популяциянын чегинен тышкары жайылып кетпеши үчүн ар кандай методологияларды колдонууда.

7. Өркүндөтүлгөн репродуктивдик технологиялар

Геномика, алдыңкы репродуктивдик ыкмалар жана клондоштуруу мал чарбасында, айрыкча мал багуу үчүн букаларды өндүрүү жана полодо жана шоу-шоумда мыкты ат спортчулар үчүн кеңири колдонулууда. Криопрестелген ткандар бар болгондо, клондошуу коркунучка дуушар болгон түрлөргө, ошондой эле популяциянын кыйынчылыктарынан жапа чеккендерге жаңы генетикалык ар түрдүүлүктү алып келиши мүмкүн. Клондоштуруу сүт эмүүчүлөрдүн бир нече түрүнө, анын ичинде Түндүк Америкада кара буттуу паром, Европадагы Букардо жана Африканын түндүк ак кериктери үчүн жаңы үмүт берет.

8. Эки жиптүү РНК

Дүйнөлүк соода жана саякат кокустуктар грибокторду ландшафттарга жана эволюциялашкан коргоого муктаж болбогон түрлөргө жайылтат. Жаңы геномдук технологиялар илдеттерге каршылык көрсөтүүчү жана инфекциянын вируленттүүлүгүн төмөндөтүүчү потенциалдуу шаймандар менен камсыз кылат. Тактап айтканда, кыска, эки катарлуу РНК (dsRNA) ооруну башкаруунун күчтүү куралы катары пайда болууда.

Айыл чарба өндүрүшүнө коркунуч туудурган ар кандай грибок ооруларын контролдоонун бул технологиясын иштеп чыгуу үчүн бир топ коммерциялык инвестициялар болду. dSRNAлар бир нече максаттуу эмес эффекттер менен белгилүү бир патогендик түрдү башкаруунун натыйжалуу, экологиялык таза жолун сунуш кылат. Түндүк Америкада жарганатчылар ак-мурдун синдрому деп аталган грибок патогенинен улам кыйрады. Бул технология ушул жарганаттарга аман-эсен кайтып келүүгө жардам берет.

9. Жапайы жаратылыш продуктуларына синтетикалык альтернатива

Табигый продуктуларды биомедициналык жана керектөөчү максаттарда ашыкча пайдалануу, жок болуп кетүү коркунучун жаратат. Синтетикалык биология жапайы жаратылыш продуктуларына болгон суроо-талапты жоюу үчүн жаңы өндүрүш ыкмаларын сунуш кылат. Мисалы, сайма дарылардын жана вакциналардын коопсуздугун текшерүүдө колдонулган уникалдуу белок үчүн жыйналган жана крабдуу крабдарды синтетикалык альтернатива менен алмаштырса болот.

Сүрөт: Жандандыруу жана калыбына келтирүү

Төртүнчү өнөр жай революциясындагы биоартүрдүүлүк

Жеке сектордун инновацияларын, мамлекеттик секторду башкарууну жана көптөгөн жаңы технологияларды колдонуучу жаңы мамлекеттик-жеке өнөктөштүк биологиялык ар түрдүүлүктү сактоо куралдарын жаңылоого жардам берет. Көңүлдү сактоо үчүн биотехнологиянын мыйзамдуулугуна жана аны пайдалануунун айланасында консенсуска көңүл буруу керек.

Туура генетикалык куралдар менен өнөктөштүктүн жардамы менен биз жоголуп кетүүнү азайтууга мүмкүнчүлүк алабыз.

Алгач www.weforum.org сайтында жарыяланган.