Учёные нашли способ секвенировать ДНК редких животных

Редкие и вымершие животные, хранящиеся в спиртовых растворах в коллекциях музеев естественной истории по всему миру, представляют собой кладезь информации об изменяющемся биоразнообразии планеты. Эти законсервированные образцы змей, ящериц, лягушек, рыб и других животных могут сохраняться до 500 лет благодаря обработке химическим веществом — формалином. Хотя формалин помогает сохранить образец, делая его жёстким и долговечным, он затрудняет экстракцию и секвенирование ДНК. Кроме того, ДНК со временем деградирует и распадается на мелкие фрагменты. Эти фрагменты сложно амплифицировать в длинные информативные участки для изучения эволюционных связей между видами с помощью старых технологий секвенирования. Поэтому до недавнего времени учёные не могли эффективно секвенировать ДНК таких образцов.

Куратор Музея естественных наук Университета штата Луизиана (LSU) профессор Кристофер Остин и его коллега, доцент Университета Рутгерса-Ньюарка Сара Руан, разработали и протестировали метод секвенирования тысяч генов из таких трудноанализируемых образцов змей. Их исследование опубликовано в международном научном журнале Molecular Ecology Resources.

«Музеи естественной истории — это хранилища вымерших видов. К сожалению, натуралисты XIX века не собирали образцы для анализов, которые мы проводим сегодня, например, для секвенирования ДНК. Теперь с помощью этих новых методов мы можем получить ДНК из очень старых образцов и секвенировать вымершие виды, такие как белоклювый дятел, тасманийский волк или додо», — сказал Остин.

Остин и Руан разработали подход, который включает взятие небольшого кусочка ткани печени образца, его длительный нагрев и применение фермента, который переваривает ткань и позволяет экстрагировать ДНК. Их минимально инвазивный протокол сохраняет образец для будущих исследований. Он также включает применение новейших технологий для химического секвенирования ДНК образцов.

«Геном — это сложный пазл, разбитый на сотни миллионов мелких кусочков. Мы можем секвенировать эти кусочки и вычислительно собрать их обратно», — пояснил Остин.

Они экстрагировали и секвенировали ДНК 13 исторических или редких образцов змей со всего мира, многие из которых ранее никогда не анализировались современными генетическими методами. Некоторые образцы были старше 100 лет. Учёные также интегрировали эти данные с современными образцами, чтобы создать генетическое филогенетическое древо, отображающее эволюционные взаимоотношения различных видов змей. В результате этой работы были получены тысячи генетических маркеров для образцов змей, собранных ещё в начале 1900-х годов.

«Самое захватывающее в этой работе то, что она делает доступными для современных геномных исследований виды, которые были практически утеряны для науки из-за исчезновения, редкости или скрытности, что характерно не только для змей», — отметила Руан.

«Мы также считаем, что это исследование принесёт пользу учёным, работающим с редкими животными, которых трудно собрать или которые вымерли, но представлены в спиртовых коллекциях. Оно также подчёркивает непреходящую важность музейных коллекций для современной науки», — добавил Остин.