Секвенирование нового поколения помогает понять адаптацию видов к изменению климата

Ученые-экологи получили новый инструмент для изучения реакции видов на изменение климата. Секвенирование нового поколения (NGS) позволяет быстро анализировать огромное количество коротких фрагментов ДНК, и эта технология уже произвела революцию в биомедицинских науках. Ожидается, что NGS окажется столь же полезным в экологических исследованиях, предоставив ученым новое понимание того, как популяции адаптируются к меняющемуся миру.

В статье, которая будет опубликована в мартовском номере BioScience, биологи Джонатан Х. Стиллман и Эрик Армстронг (оба связаны с Университетом штата Калифорния в Сан-Франциско и Калифорнийским университетом в Беркли) описывают возможности NGS: «Подходы секвенирования нового поколения фундаментально меняют способ, которым ученые-экологи проводят исследования, чтобы понять, как организмы реагируют или могут реагировать в будущем на изменение климата». Более того, авторы утверждают, что NGS позволит исследователям «охарактеризовать изучаемые популяции с более высоким разрешением, чем когда-либо было возможно».

Одна из важных особенностей NGS заключается в том, что она позволяет экологам оценивать наличие или отсутствие определенных вариантов генов в локальных популяциях, что может указывать на отбор признаков, адаптированных к климату. Изменения в экспрессии генов также доступны через NGS и предоставляют дополнительную информацию о реакции популяций. Например, в исследовании NGS на кораллах ученые обнаружили, что гены, связанные с клеточными стрессовыми реакциями, были подавлены в популяции, адаптировавшейся к теплу. По словам Стиллмана и Армстронга, подавление CSR-генов «согласуется с данными, свидетельствующими о том, что существует эволюционная цена поддержания повышенных уровней экспрессии этих генов».

Несмотря на перспективность NGS, его использование в изучении реакции на изменения окружающей среды может быть затруднено из-за нехватки финансирования. По сравнению с коллегами в медицинской и агробизнес-сферах, экологи-биологи получают меньше средств, а NGS — дорогостоящая технология. Как отмечают авторы: «Широкое внедрение подходов NGS экологами-биологами потребует нового мышления о том, как финансировать исследователей или исследовательские консорциумы, которые пытаются использовать лучшие доступные инструменты для решения, возможно, одной из самых масштабных, но наименее финансируемых проблем, стоящих сегодня перед обществом — понимания и смягчения последствий изменения климата».