Учёный предлагает революционную систему именования для всей жизни на Земле
Исследователь из Виргинского политехнического института разработал новый способ классификации и именования организмов на основе их геномной последовательности, создав универсальный язык для точной коммуникации учёных обо всей жизни на Земле.
В статье в журнале PLoS ONE Борис Винатцер предлагает перейти от текущей биологической системы именования к системе, основанной на генетической последовательности каждого отдельного организма. Это создаёт более надёжное, точное и информативное имя для любого организма — бактерии, гриба, растения или животного.
Новая модель классификации не только кристаллизует способ идентификации организмов, но и расширяет систему, разработанную Карлом Линнеем, которой учёные пользуются более 200 лет.
Преодоление ограничений системы Линнея
«Технология секвенирования генома значительно продвинулась в последние годы и теперь позволяет с минимальными затратами различать любые бактерии, растения или животных», — пояснил Винатцер. «Ограничение системы Линнея — отсутствие метода для точного именования секвенированных организмов».
Новая система не заменяет существующую биологическую классификацию, а добавляет дополнительную информацию для классификации организмов внутри уже названных видов и ускоряет идентификацию новых, поскольку процесс зависит исключительно от генетического кода организма.
Практическое применение: пример сибирской язвы
Система на основе генома может быть особенно полезна для специалистов в области общественного здравоохранения. В статье Винатцер привёл в пример штамм сибирской язвы, появившийся после терактов 11 сентября 2001 года.
Существует более 1200 штаммов сибирской язвы (Bacillus anthracis), каждый из которых имеет произвольное название, не отражающее генетического сходства.
По схеме Винатцера, название каждого штамма содержало бы информацию о его сходстве с другими. Например, штамм Эймс, использованный в биологической атаке, мог бы называться lvlw0x, а его предок из коллекции Института медицинских исследований инфекционных заболеваний армии США — lvlwlx.
Новая система также позволит именовать новые патогены за дни, а не месяцы или годы, на основе их сходства с известными.
Принцип работы и преимущества
Процесс начинается с отбора проб и секвенирования ДНК организма. Последовательность используется для генерации уникального кода, основанного на сходстве со всеми ранее секвенированными организмами.
Преимущества метода Винатцера:
- Постоянство: кодовые имена могут быть постоянными, в отличие от частых смен названий в текущей системе.
- Скорость: коды можно присваивать без длительного процесса анализа физических признаков.
- Универсальность: система применима к вирусам, бактериям, грибам, растениям и животным, обеспечивая стандартизацию для всей жизни на Земле.
В качестве примера нестабильности текущей системы Винатцер приводит фитопатоген Ralstonia solanacearum, который последовательно назывался Bacillus solanacearum, Pseudomonas solanacearum и Burkholderia solanacearum.
Дальнейшее развитие
Виргинский политехнический институт подаёт патент на схему именования. Винатцер и его соавтор Ленвуд Хит основали компанию This Genomic Life Inc., которая займётся лицензированием изобретения для его дальнейшей разработки.
Хит курировал создание биоинформатического конвейера для реализации системы. «Математический мир и живой мир связаны гораздо теснее, чем мы думаем», — отметил он.