Сақтау геномикасы - жеке адамдар емес, сақтайтын геномдар

Бұл түрді сақтау үшін жарыспаңыз! Оның орнына геномды сақтау үшін жүгіріңіз.

Доктор Грэм Этерингтон

Сақтау геномикасы жойылып бара жатқан түрлерге олардың санын қалпына келтіруге көмектеседі. Д-р Грэм Этерингтон, омыртқалы жануарлар мен денсаулық геномикасы тобының аға есептеуші биологы құрып кету қаупі төнген түрлерді шетке шығару үшін жаңа технологияларды қалай қолданатынымызды түсіндіреді.

Қызыл құйрықты Квела, әлемдегі құстардың сан алуан түрлері. Несие: Shutterstock / EcoPrint

Ірі популяциялар генетикалық құрамы жағынан әр түрлі болады. Бұл дегеніміз, егер сіз кездейсоқ түрде бір түрге жататын әр түрлі индивидтерден ген таңдап алсаңыз, олардың ДНҚ тізбегінен өте нәзік айырмашылықтарды таба аласыз.

Бұл өзгеріс «генетикалық әртүрлілік» деп аталады және адамдар арасындағы әр айырмашылық «аллель» деп аталады.

Егер популяция генетикалық әртүрліліктің жоғары деңгейіне ие болса, онда кейбір адамдар қоршаған ортадағы өзгерістерге жауап қайтара алады. Бұл белгілі бір өзгеріс (басталуы бейтарап болуы мүмкін, яғни оның артықшылығы немесе кемшілігі жоқ) тиімді болады, бұл белгілі бір аллельдері бар адамдарға оларсыз ортаға бейімделуге мүмкіндік береді, демек, өмір сүруді арттырады және сөзсіз , асылдандыру.

Содан кейін бұл өзгеріс олардың ұрпақтарына беріледі, бұл түрлердің сәттілігін арттырады.

Шағын популяциялар инбридинг арқылы генетикалық әртүрліліктің азаюына ұшырауы мүмкін. Мысалы, әлемдегі ең көп құсқан қызыл қызыл квелалардың (Quelea quelea) геномы бойындағы әр түрлі позицияларды салыстыру үш-төрт түрлі аллельді табуы мүмкін, ал қалған барлық 25 Мадагаскар бағдаршаларының геномдарында бірдей позициялар бар ( Әлемдегі ең сирек кездесетін құс Aytya innotata) бір немесе екі аллельді табуы әбден мүмкін. «Төмен аллельдік әртүрліліктің» үлгісін геном бойынша популяциядан бірнеше жеке тұлғалардың тізбектелуімен анықтауға болады.

Қара аяқты Ferret бір уақытта небары жеті адамды құрады.

Генетика сәттілік.

Өте сирек кездесетін сценарийде, егер қызыл генетикалық әртүрліліктің жоғары деңгейіне ие қызыл квелалық популяция небәрі 100 адамға кенеттен жойылса, генетикалық әртүрліліктің жоғары деңгейі өзгерістерге жауап беру қабілетімен бірге жоғалады деп ойлаңыз. ортада.

Сақтау геномикасында біз барлық гендегі генетикалық әртүрлілікті олардың экологияға, денсаулыққа және ауруға тигізетін әсерін жақсы түсіну үшін зерттейміз. Азаятын популяциялардағы генетикалық әртүрліліктің кездейсоқ жоғалуы «генетикалық дрейф» деп аталатын процесс және одан әрі «көбею депрессиясымен» күрделене түседі, онда туыстас адамдар бір-бірімен тұқымдасады, нәтижесінде әрі қарай генетикалық әртүрлілік жоғалады.

Қызыл квела, жақын. Несие: Shutterstock / Ник Биеманс.

Барлық гендер бірдей емес.

Құрып кету қаупі төнген түрлердің аз популяциялары кездесетін алғашқы мәселелердің бірі - ауру.

Мысалы, жақында популяциясының саны небары жеті адамға дейін азайған қара аяқты феррет (Mustela nigripes) басқа паром немесе полекат түрлеріне әсер етпейтін ауруларға бейім. Бұл депрессияның пайда болуымен және генетикалық дрейфпен, содан кейін аурумен күресуге жауап беретін гендерде пайдалы аллельдердің жоғалуымен байланысты болуы мүмкін.

Сақтау геномикасында иммундық реакцияға қатысатын гендерді зерттеу жоғары басымдықтардың бірі болып табылады, өйткені бұл гендер әдетте генетикалық әртүрліліктің жоғалуымен аздаған популяцияға әсер етеді.

Қара аяқты Ferret бір уақытта небары жеті адамды құрады. Несие: Грэм Этерингтон.

Генетикалық құтқару.

Сонымен, біз консервация геномикасы тәсілінен алынған ақпаратты не істей аламыз? «Генетикалық құтқару» - жойылып бара жатқан түрлерге генетикалық әртүрлілікті мұқият енгізуге бағытталған тәсіл. Флоридадағы пантера (Puma concolor) - классикалық мысал.

Флорида пантерасы популяцияның саны 25 адамға дейін кеміді, олардың арасында инбридинг және генетикалық әртүрлілік жоғалды.

Сақтау геномикасында иммундық реакцияға қатысатын гендерді зерттеу ең маңызды бағыттардың бірі болып табылады ...

Флорида штатының табиғи пантературасына сегіз пантеранттың енгізілуі популяциядағы генетикалық әртүрліліктің артуына мүмкіндік берді, бұл түрлерге инбридинг пен популяция мөлшерін үш есе көбейтуге мүмкіндік берді.

Флорида пантерасы, геномиканың сақталу тарихы. Shutterstock / Джо Креббин.

Халық мәселесі.

Геномиканы сақтау генетикалық құтқару үшін пайдаланылатын ең жақсы популяцияны анықтау үшін де қолданыла алады. Әлеуетті «генетикалық донор» популяциясының геномын жүйелеу және талдау арқылы біз бейімделуге байланысты геномның аймақтарын анықтай аламыз.

Содан кейін біз донорлық геномдарды мақсатты популяциялармен салыстыру арқылы қандай адамдарды енгізуді таңдай аламыз. Жақсы донорларды анықтау үшін біз әр алуан геномдарды таңдай аламыз немесе депрессияның өршуіне жауап беретін мақсатты геномдардың позицияларын белгілеп, содан кейін сол позицияларға әртүрлі аллельдер бар жеке адамдарды енгізе аламыз.

Жаңа технология жаңа идеялар мен олармен бірге жүретін моральдық дилемма әкеледі.

Басқа күш-жігерлер генетикалық өңдеу әдістеріндегі соңғы жетістіктер мен жетістіктерді, мысалы, жеке мутациямен туылған алғашқы маймылдар сияқты, қолданылуын қарастыруы мүмкін.

Бұл технологияларды консервациялау геномикасында қолдануға болады:

  • Қазіргі уақытта құрып кету қаупі төнген түрлер сирек кездесетін және генетикалық әртүрліліктің жоғары деңгейіне ие болған кезеңдерден бастап мұражай үлгілерін ретке келтіру
  • Қазіргі популяциядағы «жоғалған» генетикалық әртүрлілікті анықтау
  • Бұл жоғалған генетикалық әртүрлілікті мұқият қайта құру үшін геномды редакциялау әдістерін қолдана отырып, жойылып бара жатқан популяцияға қайтару.

Геномиканың сақталу құралдары.

Гендерді жүйелеу біршама қымбат, әсіресе егер сіз шынымен сапалы мәліметтерді алғыңыз келсе және зерттеушілер бұны жасауға әрдайым мүмкін бола бермейді. Осыған байланысты сақтау геномикасы басқа зерттеушілерге пайдалану үшін үнемді құралдар мен ресурстарды құру арқылы геномды реттілікке балама іздейді.

Біз жүздеген немесе мыңдаған адамдар ішінде белгілі бір генетикалық әртүрліліктің бар немесе жоқтығын тексере алатын SNP генотиптік чиптерін жасай аламыз. Сақтау геномикасы сонымен қатар бүкіл геномды ретке келтіру қажеттілігін жоққа шығарып, көптеген адамдардың генетикалық әртүрлілігін анықтау үшін гендердің көп бөлінген тізбегін бірізділікке бағыттауы мүмкін.

Тасманиялық Ібіліс (Sarcophilus harrisii) де аурудың қаупінде. Shutterstock / Gapvoy.

Ұмытпайық ...

Технология тез қозғалады, ал бүгінгі арман көбінесе ертеңгі күнгі шындық. Жаңа технология жаңа идеялар мен олармен бірге жүретін моральдық дилемма әкеледі. Әрине, дамыған технологиялар дамыған сайын, біз тіршілік ету ортасын сақтау және басқару әрқашан маңызды басымдықтардың бірі болып қала беретінін ұмытпауымыз керек.

Доктор Грэм Этерингтон

Түпнұсқа мақала: Сақтау геномикасы - жеке адамдар емес, сақтайтын геномдар