Морские биологи создали портативный набор для сохранения ДНК кораллов в море
В рамках сотрудничества между Marine Science Center Северо-Восточного университета и NOAA (Национальное управление океанических и атмосферных исследований США) на корабль Okeanos Explorer доставлены образцы глубоководных кораллов и колючих губок из отдаленных вод северо-западной части Гавайев.
Экспедиция "Hohonu Moana", начавшаяся в июле и продолжающаяся до сентября, впервые занимается сбором биологических образцов для анализа. Ранее ученые на этом судне фокусировались на радарном и сонарном картографировании морского дна.
Это стало возможным благодаря новому портативному лабораторному набору, разработанному учеными из Ocean Genome Legacy (OGL) под руководством профессора Дэниела Л. Дистела. Набор извлекает ткань и сохраняет ДНК образцов в рекордные сроки, позволяя архивировать большие объемы ценного генетического материала.
"ДНК содержит запись о происхождении и истории организма", — говорит Дистел. — "Это многое говорит нам о том, откуда организм произошел, на что он способен и каковы могут быть его уязвимости. Это чрезвычайно важно как для управления дикой природой, так и для понимания нашей собственной биологии".
OGL в коробке
Задачей было собрать достаточно ДНК для значимых сравнений и обеспечить ее сохранность в течение месяцев, пока Okeanos находится в море.
Над решением работали научный сотрудник OGL Шарлотта Сейд и техник-исследователь Дэвид Стайн. Дистанционно управляемый аппарат (ROV) Deep Discoverer собирал образцы с морского дна. Задача Сейд и Стайна — извлечь ткань из фрагментов образцов и сохранить ДНК для анализа.
Их решение — компактный портативный набор со всеми компонентами для обеих задач.
"Коралл — это, по сути, каменистый скелет с очень тонким слоем биологического материала на нем", — говорит Сейд. Этот слой "содержит клетки и ДНК, которые действительно ценны для нас". Сохранение ДНК из коралла — сложная задача, это почти как работать со "слоем слизи на камне".
Чтобы разделить их, исследователи представили "главную особенность" набора: готовый электрический прибор под названием "гомогенизатор". Он интенсивно встряхивает три пробирки, заполненные жидким буфером и крошечными шариками, которые трутся о коралл и соскабливают материал, содержащий ДНК.
"Протокол — вот где происходит волшебство", — говорит Сейд.
В течение недели пара экспериментировала с различными параметрами: как быстро и как долго встряхивать пробирки, какие шарики использовать (они выбрали циркониево-силикатные шарики) и какие химические вещества добавлять в буфер. Другие принадлежности, аккуратно упакованные в футляр с пенопластовой подкладкой, включают кусачки, зубила, молоток, водонепроницаемые бланки данных и ламинированную инструкцию.
В начале октября эти пробирки — до 162 штук — и их ценный груз будут доставлены в OGL и Смитсоновский институт для анализа, включая подтверждение вида каждого образца.
"Идентификация ДНК раскрывает то, что нельзя увидеть глазом", — говорит Сейд. — "Организмы, которые выглядят похоже, на самом деле могли эволюционировать очень по-разному или иметь тонкие различия на молекулярном уровне. Это может многое рассказать нам об изменяющейся среде и о том, как виды адаптируются".