Teadlased plaanivad üliambitsioonika projekti käigus järjestada uskumatu hulga geneetilist informatsiooni
Esimest korda maailma ajaloos on teadlased võtnud eesmärgiks järjestada terve riigi päristuumsete olendite genoomid. Valitud riigiks on Ühendkuningriik, kus teadlaste hinnangul on kokku umbes 66 000 liiki, kelle genoomiga nüüd tegelema hakatakse. Kuid sellega asi ei lõppe.
Tegemist on kõigest sissejuhatusega suuremale projektile nimega Earth BioGenome Project (EBP), mille eesmärk on järgneva aastakümne vältel teha sama asja kõigi maailma eukarüootsete ehk päristuumsete liikide geneetilise informatsiooniga. Projekti eelarve on hinnanguliselt 4,7 miljardit dollarit ning selle käigus tuleks kaardistada 1,5 miljoni liigi pärilik info, vahendab Science.
"Meil on tunne, et see on bioloogia mõistes tõeline läbimurdeprojekt," ütles EBP projekti juht Harris Lewin. Uurijate sõnul on genoomide uurimisel palju positiivseid väljundeid - parem arusaamine evolutsiooniprotsessidest, võimalus bioloogilise mitmekesisuse kaitset paremini planeerida ning otsene kasu põllumajandusele ja meditsiinile.
Ei kaardistata kõiki maailma organisme
Tõsi, kõikide maailma organismide genoomi teadlased päris ei järjesta, vaid esialgu tegeletakse vaid eukarüootsete, ehk päristuumsete organismidega, kellel paikneb pärilik informatsioon kromosoomidena rakutuumas. Näiteks kuuluvad eukarüootide hulka loomad, seened, taimed ja vetikad, kuid ka üherakulised organismid, keda tuntakse ladinakeelsete riiginimedega Rhizaria ja Excavata.
Hetkeseisuga on eukarüootide genoome kaardistatud vähe, kokku on tegeletud vaid umbes 3500 liigiga, kellest vaid 100 genoom on järjestatud ülitäpselt. Arhede ja bakterite genoome on järjestatud märgatavalt rohkem, kuna seda on lihtsam teha.
Võti - ühised standardid
2015. aastal otsustasid EBP asutajad aga, et ka eukarüootidega tuleks tegeleda. "Algatus kasvas välja sellest, et teadlased soovisid paremini mõista, kuidas maailm toimib," ütles Smithsoniani alla kuuluva Washingtoni loodusloomuuseumi esindaja John Kress, kes on üks projekti kaasasutajatest.
Kokku kuulub gruppi 25 teadlast, kelle eesmärgiks on koordineerida ülemaailmselt genoomide kaardistamist. Mitmed ülikoolid üle maailma tegelevad juba iseseisvalt eri organismide genoomide järjestamisega, seega projekti eesmärk on pigem tööd kooskõlastada ning luua ühised standardid, mis võimaldaks uurimistöö paremini koondada.
Ambitsioonikas eelprojekt Ühendkuningriigis
Siinkohal tuleb mängu ka Ühendkuningriigis alustav ulatuslik genoomide järjestamise projekt, millega tegeleb peaasjalikult Hinxtonis asuv Wellcome Sangeri instituut, kuid kaasa löövad ka teised uurimisasutused, näiteks Kuninglik botaanikaaed ja Londoni loodusloomuuseum. Esimese kaheksa aastaga kulub nende projektile hinnanguliselt 50 miljonit naela, selle ajaga töötatakse välja näidiste kogumise metoodika ja arvutusmudelid. Sangeri instituudi juhi Mike Strattoni hinnangul võtaks sellele järgnev töö veel viis kuni seitse aastat ning vajaks umbes 100 miljoni naela suurust rahastust.
Sel aastal järjestas instituut oma 25. sünnipäeva tähistamiseks 25 olendi genoomid, näiteks suudeti kaardistada meritähe genoom. Teadlaste sõnul oli juba praeguse projekti käigus näha, et tegemist on keerulise ülesandega - kõige raskemaks peetakse järjestatava DNA eraldamist.
Hetkeseisuga on Sangeri teadlased valiku ees, kuidas Ühendkuningriigi olendite kaardistamisele üldse lähenetakse. Arutluse all on nii taksonoomiline lähenemine kui ka konkreetsete tervete elupaikade kaardistamine. EBP projekti tarvis aga üritab aga instituut esialgu kaardistada igast Ühendkuningriigis asuvast taksonoomilisest sugukonnast ühe isendi genoomi. Kokku on sugukondi kokku hinnanguliselt 3849. "Sellega anname me BioGenome'i projekti suure panuse," ütles Stratton.
Jääb üle vaid maailma veenda
Praegu on EBP projektile alla kirjutanud kokku 19 erinevat teadusasutust, lisaks on osaliselt või täies mahus kaasatud juba enam kui tosin projekti. Ettevõtmise eestvedaja Lewini sõnul on projekti esimese etapi 600 miljoni dollari suurusest eelarvest hetkeseisuga olemas kolmandik, kuid tema hinnangul saadakse ülejäänud vajaminev raha kätte veel selle aasta jooksul.
Projekti esimene osa, mille käigus järjestataks 9000 taksonoomilisest sugukonnast vähemalt ühe isendi genoom, kestab umbes kolm aastat. Seejärel liigutakse perekonna ja liigi tasandile. "Nüüd on meie eesmärk vaid veenda riiklikku teadusfondi ning paljusid teisi, et just EBP on järgmine teaduslik läbimurdeprojekt," ütles projekti üks eestvedajaid, John Kress.
