Исследование генома шоколада полезно для фермеров, экологии и сладкоежек
Профессор Марк Гилтинан из Университета Пенсильвании с помощью информационных технологий делает мир слаще. Он возглавляет лабораторию, изучающую улучшение сельскохозяйственных культур и устойчивые методы земледелия.
Гилтинан был ключевым участником Международного консорциума по секвенированию генома какао, который занимался секвенированием и анализом генома сорта Criollo растения Theobroma cacao — ключевого ингредиента высококачественного шоколада.
Проблема выращивания какао
Около 70% мирового шоколада производится в Западной Африке, где фермеры часто живут в бедности. Сорт Criollo, дающий шоколад высшего качества, крайне подвержен болезням. Вспышка заболевания может уничтожить урожай и подорвать местную экономику. В отличие от кукурузы или сои, деревья какао мало изучены и не модифицированы для устойчивости к болезням.
Цель исследования
Исследование направлено на изучение конкретных семейств генов Criollo, связанных с устойчивостью к болезням. Понимание генома какао и выведение более качественных деревьев должно обеспечить экономические, социальные и экологические преимущества для стран-производителей.
"Понимание генома шоколада принесет так много пользы, — объяснил Гилтинан. — Многолетние древесные культуры, такие как какао, полезны для почвы. Они защищают водосбор и обеспечивают среду обитания для насекомых, птиц и других животных".
Генетический подход считается более выгодным и экологичным, чем использование пестицидов, которые часто недоступны фермерам.
"Вы можете бороться с болезнями с помощью химикатов, но генетика — действительно лучший способ. Технология уже заложена в ДНК. Её не нужно распылять. Её не смывает дождём. Не нужно оборудование для опрыскивания. Не нужны химикаты".
Роль информационных технологий
В октябре 2009 года исследователи провели пять прогонов секвенирования генома с использованием секвенатора Roche/454 GS FLX. Секвенатор создал серию файлов изображений, которые затем нужно было проанализировать.
По словам Гилтинана, основная сложность заключается не в секвенировании, а в анализе данных и идентификации наиболее важных генов устойчивости к болезням.
"Вам нужно уметь извлекать данные, фильтровать их и получать из них информацию осмысленным образом".
Для первичного анализа данных использовался компьютерный кластер. Затем Гилтинан использовал базу данных Genome Browser (GBrowse), которая позволяет графически просматривать участки генома. Обработанные данные были переданы в базы данных в Монпелье (Франция) для завершения проекта.
Исследование Гилтинана, поддержанное компьютерными технологиями, оказывает значительное влияние. Секвенированный геном шоколада не только увеличит поставки высококачественного шоколада, но и принесет пользу фермерам, их сообществам и окружающей среде.
"Я верю в технологии и считаю, что если мы будем использовать их разумно, однажды мы сможем достичь устойчивого общества", — сказал Гилтинан.