Проект по секвенированию генома каждого сложного вида на Земле набирает обороты
Глобальный консорциум Earth Biogenome Project, целью которого является секвенирование геномов всей сложной жизни на Земле (около 1,8 миллиона описанных видов) за десять лет, переходит к активной фазе.
Проект, впервые предложенный в 2016 году, сейчас переходит от стартовой фазы к полномасштабному производству. Его завершение навсегда изменит способ проведения биологических исследований.
Цели и этапы проекта:
- Фаза 1: Секвенировать по одному геному от каждого из примерно 9400 семейств живых организмов. К концу 2022 года должна быть завершена треть.
- Фаза 2: Секвенировать представителя от всех 180 000 родов.
- Фаза 3: Завершить секвенирование всех 1,8 миллиона видов (все эукариоты: растения, животные, грибы и одноклеточные с ядром).
Важность «странных» видов
Изучение малоизвестных организмов уже привело к фундаментальным открытиям:
- Гены были открыты Грегором Менделем на горохе.
- Правила наследования изучены на красной хлебной плесени.
- ДНК впервые обнаружена в сперме лосося.
- Хромосомы впервые увидели у мучных червей, а половые хромосомы — у жука.
- Теломеры, защищающие концы хромосом, открыты в тине пруда.
Сравнение близких и отдалённых видов даёт огромную силу для понимания функций генов и их регуляции.
Ответы на биологические вопросы и защита биоразнообразия
Сравнительная геномика позволяет:
- Проследить эволюционное происхождение генов. Например, одни и те же гены участвуют в развитии сетчатки у человека и в фоторецепторах плодовой мушки.
- Изучить «тёмную материю» генома — последовательности ДНК, не кодирующие белки.
- Применять консервационную геномику для выявления исчезающих видов (около 28% сложных организмов мира) и мониторинга их генетического здоровья.
Технологический прорыв
Раньше секвенирование больших геномов занимало годы и стоило миллионы долларов. Теперь это можно сделать за несколько тысяч долларов благодаря новым методам, которые регистрируют основания по их физическим свойствам или с помощью красителей, а также сканируют длинные молекулы ДНК.
Общая стоимость проекта Earth Biogenome Project в сегодняшних долларах будет меньше, чем стоимость проекта «Геном человека» (около 3 млрд долларов США).
Почему нужно секвенировать всё?
Секвенирование только ключевых видов не позволит:
- В полной мере использовать вариацию между видами для сравнений.
- Зафиксировать уникальные генетические инновации у «особенных» видов.
- Избежать риска упустить критически важный вид (например, один из 70 000 видов нематод, который может раскрыть секреты болезней).
Над проектом работают 44 учреждения в 22 странах, а также 49 связанных проектов, включая California Conservation Genomics Project, Bird 10,000 Genomes Project и Darwin Tree of Life Project.