Susipažinkite su ekologu, kuris siurbia DNR „iš dangaus“ – universiteto reikalai

Susipažinkite su ekologu, kuris siurbia DNR „iš dangaus“ – universiteto reikalai

2020 m. gruodį, griežtų COVID-19 protokolų laikotarpiu, Jorko universiteto molekulinė ekologė Elizabeth Clare lankėsi Hamertono zoologijos sodo parke Kembridžšyre, Anglijoje. Tai nebuvo maloni išvyka. Vietoj to ji uždarą zoologijos sodą naudojo kaip gana keisto eksperimento aplinką. „Tai buvo kažkokia beprotiška idėja. Norėjau sužinoti, ar galėtume išsiurbti gyvūnų DNR iš dangaus “, – sako ji.

Dr. Clare, dirbusi kviestine lektore Londono Karalienės Marijos universitete, sumontavo savo įrangą ir pradėjo rinkti oro mėginius iš įvairių gyvūnų aptvarų su nedideliu vakuuminiu siurbliu, prijungtu prie kai kurių labai smulkių filtrų. Iš viso jos komanda surinko 72 mėginius. Tada jie buvo grąžinti į laboratoriją ir filtruojami ant kontrolinio popieriaus.

Surinktos medžiagos kiekiui padidinti buvo naudojamas metodas, vadinamas polimerazės grandinine reakcija, kol bus pakankamai įrodymų atskirų rūšių genetiniams žymenims nustatyti. „Tai šiek tiek panašu į kavos ruošimą, bet užuot traukę skystį ir surinkę tirščius ant filtro, mes siurbiame orą per filtrą, kad sugautume kietąsias daleles“, – aiškina ji.

Dr. Klarės komanda identifikavo 25 skirtingų rūšių gyvūnų ir paukščių DNR, iš kurių 17, kaip žinoma, gyvena zoologijos sode, įskaitant dingus, gibonus, lemūrus ir tigrą. Dingo aptvare komanda aptiko 245 metrų atstumu gyvenusių surikatų DNR. Jie netgi užfiksavo DNR iš paukščių, laikomų sandariame pastate. Netikėtai jie taip pat aptiko DNR iš zoologijos sode negyvenusių rūšių, įskaitant voveres ir europinius ežius – Jungtinėje Karalystėje nykstančią rūšį.

Rūšių sekimas naudojant aplinkos DNR (eDNR) nėra naujas dalykas. Mokslininkai jau dešimtmetį sekė vandens gyvūnus naudodami DNR pėdsakus, taip pat buvo įrodyta, kad eDNR iš augalų galima gauti iš oro. Tačiau niekas nebandė išgauti gyvūnų DNR iš oro, kol dr. Klarė, save vadinanti galvosūkių sprendėja, pasirinko tęsti šią tyrimo kryptį, reaguodama į Karalienės Marijos universiteto paskelbtą konkursą, skirtą finansuoti didelės rizikos ir didelio poveikio tyrimus. „Žinojome, kad DNR rasta dirvožemyje ir meduje. Žinojome, kad galime gauti gyvūnų DNR iš dėlės žarnų, todėl gerai supratome, kad ten yra DNR“, – sako ji.

„Tai leidžia mums išmatuoti ilgalaikį signalą. Tai gali būti labai gera išankstinio perspėjimo sistema, skirta nustatyti invazines rūšis arba labai jautrias rūšis, prie kurių negalite prisiartinti, arba tai, kas yra labai reta ir nyksta.

Dr. Clare pasirinko zoologijos sodą, kad patikrintų savo hipotezę, nes jame buvo daug nevietinių rūšių. „Jei aptinkame tigro DNR, žinome, kad toje aplinkoje yra tik vienas šaltinis“, – pažymi ji. Zoologijos sodas taip pat buvo ideali vieta, nes gyvūnai buvo laikomi tam tikrose vietose, todėl mokslininkai galėjo įvertinti, kiek toli nukeliavo DNR. Nepaisant to, ji prisipažįsta: „Mes nerimavome, kad nieko nerasime. Manau, kad visi buvome šokiruoti, kaip gerai tai veikė.

Tačiau dr. Klarė patyrė dar didesnį šoką. Surinkusi duomenis, jos komanda įdėjo savo dokumentą į atviros prieigos išankstinio spausdinimo serverį. Ją greitai užplūdo el. laiškai ir telefono žinutės iš žmonių, klausiančių, ar ji „matė kitą laikraštį“. Pasirodo, danų mokslininkai Kopenhagos zoologijos sode aptiko gyvūnų DNR. Jie taikė skirtingus metodus, tačiau gavo labai panašius rezultatus – užregistravo 49 gyvūnų rūšių, įskaitant raganosius, žirafas ir dramblius, DNR ir netgi paėmė pėdsakus iš gupijos, gyvenančios tvenkinyje atogrąžų miško name.

Tai buvo stulbinantis sutapimas, o ši žinia sukėlė tam tikrą paniką, nes jei Danijos komanda paskelbtų pirma, tai rimtai sumenkintų Dr. Klaros darbas. Ji klausė kolegų patarimo. „Nieko negali padaryti, tik paskambinti jiems“, – pasakė jie. Laimei, dr. Clare pažinojo Kristine Bohmann, Danijos projekto vadovę. Jie baigė susitarimą. „Nusprendėme dirbti kartu, ne bendradarbiauti, o derinti“, – sako ji. Jie parašė žurnalui „Current Biology“ ir pardavė redaktoriams naują idėją leisti du straipsnius vienu metu tame pačiame numeryje. Jie buvo paskelbti kartu sausio mėn. 2022 m. 6 d., kuriame dr. Klarė pirmiausia vadina mokslinę.

„Jei nebūtume įdėję savo popieriaus į išankstinio spausdinimo serverį, greičiausiai būtų vykusios lenktynės ir kažkas būtų laimėjęs, o kažkas būtų pralaimėjęs“, – sako ji. – Tokiu būdu mes abu laimėjome.

Nepaisant sėkmės, abi komandos mano, kad naudojant ore esančią eDNR mėginių ėmimą natūralioje aplinkoje reikės atlikti daugiau tyrimų, kad būtų išnaudotas visas jo potencialas. Tačiau jie tvirtina, kad galiausiai tai gali pakeisti būdą, kaip mokslininkai tiria ir stebi gyvūnų biologinę įvairovę.

„Tai leidžia mums išmatuoti ilgalaikį signalą. Tai gali būti labai gera išankstinio įspėjimo sistema, leidžianti nustatyti invazinių rūšių buvimą arba labai jautrias rūšis, prie kurių negalite prieiti, arba tai, kas yra labai reta ir nykstanti“, – sako dr. Klarė. „Tai nepakeičia kitų metodų, bet praplečia mūsų aptikimo langą.“

Tačiau daugelis klausimų lieka neatsakytų. Pirma, mokslininkai vis dar nėra tikri dėl rastos eDNR šaltinio. Tai gali būti negyvų odos ląstelių dalelės, plaukų fragmentai, seilės, šlapimo ar išmatų pėdsakai, kurie tapo aerozoliais. Jie taip pat nežino, kodėl kai kurių rūšių DNR nepavyko aptikti. Dr. Claire komanda pasigedo skraidytų vilkų, nors jų šlapimas buvo šlykštus visame zoologijos sode, o dr. Bohmanno komanda praleido begemotų DNR Kopenhagos zoologijos sode.

„Šią vasarą turime atlikti daugybę eksperimentų, kad atsakytume į kai kuriuos iš šių neatsakytų klausimų“, – sako dr. Clare, kuri pripažįsta, kad eksperimento rezultatai suteikė jai naują požiūrį į aplinką. „Dabar, kai išeinu į lauką, kai einu pasivaikščioti su šunimi ar su vaikais ir giliai įkvėpiu, galvoju: „Ką aš ką tik įkvėpiau? Tai tikrai visko ir visų pėdsakai. Nuostabi idėja, kad ši informacija tiesiogine prasme kabo priešais mane, ir jei tik sugalvosiu, kaip ją sugauti, galiu ja pasinaudoti. Tai labai jaudina“.

Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas.