Biomüxtəlifliyi xilas edə biləcək 9 sərin genetik vasitə

Klonlaşdırma təhlükəli şəkildə təhlükə altına alınan şimal ağ rinokerozlarına ümid verə bilər. Şəkil: REUTERS / Christian Hartmann

Mauritius Hökumətinin Nishan Degnarain Milli Okean Şurası

Ryan Fhelan həmtəsisçisi və icraçı direktoru, Canlandırmaq və Bərpa etmək

Tomas Maloney, Qoruma Elminin Direktoru, canlandırmaq və bərpa etmək

Bu məqalə Dünya İqtisadi Forumunun illik toplantısının bir hissəsidir

Qlobal biomüxtəliflik böhranı ilə üz-üzəyik. Elm adamlarının hesablamalarına görə, hər il on minlərlə heyvan növü məhv olur. Yaşayış Planetləri İndeksinə görə 1970-ci illərdən bəri dünyanın bioloji müxtəlifliyinin yarısı yox oldu.

Bu narahat meyllər yavaşlamağın əlamətini göstərmir. Həqiqətən də əhali və iqtisadi artım, geniş yayılmış yaşayış yerlərinin məhv edilməsi, invaziv növlər, vəhşi təbiət xəstəlikləri və iqlim dəyişikliyi təzyiqi artırır.

Şəkil: Canlandırın və Bərpa edin

Planetimizin biomüxtəlifliyini qorumaq üçün bizə yenilikçi yeni yanaşmalar lazımdır. Xoşbəxtlikdən, Dördüncü Sənaye İnqilabının biotexnologiyada sürətli inkişafı vəd edir. Artıq tibbdə və kənd təsərrüfatı sistemlərində, xüsusən bitki və ev heyvanlarında yeni genetik və biotexnoloji vasitələrdən istifadə olunur. Biotexnologiya, Moore Qanunundan daha sürətli bir sürətlə irəliləyir, Qanunlar iki dəfə bir dəfə mikroçip emal gücünü iki dəfə artırdı, xərclər yarıya düşdü.

Yuxarıdakı Carlson əyrisi göstərir ki, bir genomu sekvensiyanın dəyəri 2001-ci ildə 100 milyon dollardan bu gün 1000 dollardan aşağı düşmüşdür. İndi yalnız bioloji kodu daha sürətli oxumaqla yanaşı yeni yollarla yazmaq və dizayn etmək iqtidarındayıq.

Budur, təbiəti qorumağa kömək edə biləcək doqquz yeni və ya inkişaf etməkdə olan biotexnologiya.

1. Biobanking və cryo-qorunması

Biobanks bioloji nümunələri tədqiqat üçün və genetik müxtəlifliyi qorumaq üçün ehtiyat mənbəyi kimi saxlayır. Buna misal olaraq San Diego Dondurulmuş Zooparkı, Dondurulmuş Gəmi layihələri və çox sayda toxum bankını göstərmək olar. Nümunələr, nəsli kəsilməkdə olan vəhşi təbiətin bərpası və bərpası üçün əsas yarada biləcək toxumalar, hüceyrə xətləri və genetik məlumat verir. Bunun üçün, nəsli kəsilmək təhlükəsi olan növlərdən davamlı bioloji nümunələrin toplanması baş verməlidir.

2. Qədim DNT

Qədim DNA (aDNA), minilliklərə qədər muzey nümunələrindən və ya arxeoloji yerlərdən çıxarılan DNT-dir. DNT sürətlə pisləşir, buna görə əksər aDNA 50,000 yaşdan kiçik nümunələrdən və soyuq iqlimlərdən gəlir. Çıxarıla bilən DNT ilə qeydə alınmış ən qədim nümunə Kanadanın Yukon şəhərində dondurulmuş yerdən tapılmış bir atdır. 560.000 ilə 780.000 il arasındadır.

Qoruma məqsədləri üçün, aDNA təkamül və populyasiya genetikası haqqında məlumat verə bilər və zamanla inkişaf etmiş zərərli mutasiyaları aşkar edə bilər. Bu, həm də dəyərli "sönmüş allelləri" bərpa etməyə, genetik müxtəlifliyi kiçik və ya parçalanmış populyasiyalar tərəfindən genetik olaraq tükənmiş növlərə qaytarmağa imkan verə bilər. Hətta nəsli kəsilən növlərin həyata və onların vəhşi təbiətdəki köhnə ekoloji rollarına qaytarılması perspektivi var.

(PS. Bağışlayın, dinozavrlar yoxdur. "Daşdan klonlana bilməzsiniz.")

3. Genom ardıcıllığı

Yüksək ötürücü genom ardıcıllığı bir növün genetik cəhətdən başa düşülməsi üçün zəmin yaradan və gələcəkdə gen mühəndisliyi üçün bina rolunu oynaya biləcək bir istinad genomu yaradır. Bir neçə təşəbbüs həyatın genetik müxtəlifliyini ələ keçirmək üçün təkrarolunmaz bir qaynaq yaratmaqla Yerdəki həyatın ardıcıllığına yönəldilmişdir. Genome 10K, Balıq-T1K (1000 balıqdan ibarət transkriptomlar) və Quş Genomları Layihəsi diqqətəlayiq nümunələrdir.

Sürətli ardıcıllıq alətləri, bir istinad genomundan daha az əhatə dairəsi ilə populyasiyanı səmərəli şəkildə öyrənmək üçün istifadə edilə bilər. Qoruma planlaması üçün fikir verə bilər, balıqçılıq və vəhşi təbiət tənzimlənməsini inkişaf etdirə bilər və bərpa nəticələrini artıra bilər.

İnkişaf etmiş genom ardıcıllığı tədqiqatçılara xəstəliyə qarşı müqavimət göstərən və ya uyğunlaşma fitnessinin digər elementlərini təyin edən genetik markerləri təyin etməyə imkan verir.

4. Bioinformatika

Bioinformatika - məlumatların emalı, böyük məlumatlar, süni intellekt və biologiyanın birləşməsi qorunma səylərinə yeni perspektivlər gətirir. Genomika, proteomika və transkriptomika - müvafiq olaraq genomlar, zülallar və RNA transkriptləri elmlərinə imkan verir. Hesablama gücünün artması, genetik prekursorların uyğunlaşma, ətraf mühit dəyişikliyinə və vəhşi növlərdə əlaqəyə davamlılığını daha sürətli təhlil etməyə imkan verir.

Şəkil: Canlandırın və Bərpa edin

5. Genom redaktəsi

CRISPR kimi avanslar son beş ildə genom redaktəsini daha dəqiq və əlçatan etmişdir. Vəhşi təbiət menecerləri artıq hərəkətsiz ola biləcək xəstəlik müqavimətini aktivləşdirmək üçün hədəflənmiş bir yola sahibdirlər. Yeni xəstəliklərə qarşı müqavimət göstərən başqa bir növün genetik əlamətlərini "döymək" də mümkündür. Üstəlik, genom tənzimlənməsi kövrək və nəsli kəsilməkdə olan mərcan qaya sistemlərinin inkişafını sürətləndirə bilər, bu da onları daha isti və daha turşu okeanlarına daha möhkəm edir.

6. Gen sürücüsü

Yerli olmayan zərərverici növlərin, məsələn, gəmiricilər, köpək donuzları və böcəklərin işğalı biomüxtəlifliyə, xüsusən də biomüxtəlifliyə zəngin olan kiçik adalara əhəmiyyətli bir qlobal təhlükədir. Bu növlərin aradan qaldırılması üçün ənənəvi yanaşmalara zərərli hədəfsiz təsir göstərə biləcək güclü biocidlər daxildir. Yeni genetik vasitələr kömək edə bilər.

Bir gen sürücüsü, müəyyən bir genin və ya bir gen variantının yüksək bir tezlikdə miras alındığı müddətdir. Məsələn, invaziv gəmiricilər problemini həll etmək üçün, siçovulların bir ada əhalisinin cins nisbətlərini dəyişdirmək üçün tətbiq oluna bilər ki, onlar hamısı kişi olsunlar və cins olunmasınlar. Bu texnologiyadakı irəliləyişlər bu əlamətlərin tənzimlənməsinə, regional və geri qaytarılmasına imkan verə bilər.

Gen sürücülük texnologiyası xəstəliyi aradan qaldıra bilər. Bir ağcaqanadın malyariya, zika və denge qızdırması kimi xəstəlikləri, həmçinin quş malyariyası kimi vəhşi heyvan xəstəliklərini daşıma qabiliyyətini aradan qaldırmaq mümkün görünür.

Həssaslıqla tətbiq edilərsə, gen sürücülər potensial olaraq dəyişdirilə bilən yeni bir vasitədir. Bununla birlikdə, sürücünün yüksək miras qalması gen idarəetmə texnologiyasının sahə tətbiqetməsini mübahisəli edir. Xoşbəxtlikdən qorunma üçün bir neçə fərqli gen sürücüsü inkişaf mərhələsindədir, hədəf populyasından kənarda sürücünün yayılmaması üçün fərqli metodologiyalar tətbiq olunur.

7. İnkişaf etmiş reproduktiv texnologiyalar

Genomika, qabaqcıl reproduktiv üsullar və klonlama heyvandarlıq sektorunda, xüsusən də heyvandarlıq üçün öküz istehsalında və polo və şou-şopinqdə yüksək səviyyəli at idmançıları üçün geniş tətbiq olunur. Kriopreservasiyalı toxumalar olduqda, klonlaşdırma tənqidi pozulmuş növlərə, habelə populyasiya çətinliyindən əziyyət çəkənlərə yeni genetik müxtəliflik gətirə bilər. Klonlama, Şimali Amerikadakı qara ayaqlı ferret, Avropadakı bucardo və Afrikadakı şimal ağ kərgədanlar da daxil olmaqla məməlilərin bir neçə növü üçün yeni ümid verir.

8. Cüt telli RNT

Qlobal ticarət və səyahət təsadüfən mantar xəstəliklərini inkişaf etmiş bir müdafiəyə ehtiyacı olmayan mənzərələrə və növlərə təqdim edir. Yeni genom texnologiyaları xəstəliklərə qarşı müqavimət göstərmək və bir infeksiyanın virulentliyini azaltmaq üçün potensial vasitələr dəsti təqdim edir. Xüsusilə, güclü, xəstəlik idarəetmə vasitəsi olaraq qısa, cüt telli RNT (dsRNAs) meydana çıxır.

Kənd təsərrüfatı istehsalını təhdid edən müxtəlif mantar xəstəliklərinə nəzarət üçün bu texnologiyanı inkişaf etdirmək üçün əhəmiyyətli bir kommersiya sərmayəsi edilmişdir. dsRNAs, təsirli, ekoloji cəhətdən təmiz bir yol təqdim edir ki, bu da müəyyən bir patogen növə təsirsizdir. Şimali Amerikadakı yarasa əhali ağ-burun sindromu olaraq bilinən bir göbələk patogeninə görə qəzaya uğradı. Bu texnologiya bu yarasaların sağ qalmasına və bərpa olunmasına imkan verə bilər.

9. Vəhşi həyat məhsullarına sintetik alternativlər

Təbii məhsulların biotibbi və istehlakçı istifadəsi üçün həddən artıq istifadəsi yox olma hallarına səbəb olur və ya təhdid edir. Sintetik biologiya vəhşi məhsullara tələbatı aradan qaldırmaq üçün yeni istehsal üsullarını təklif edir. Məsələn, enjeksiyon dərmanlarının və peyvəndlərin təhlükəsizlik testində istifadə olunan unikal bir protein üçün yığılan və qarışan at cırtdanları sintetik alternativlə əvəz edilə bilər.

Şəkil: Canlandırın və Bərpa edin

Dördüncü sənaye inqilabında biomüxtəliflik

Özəl sektorun yeniliyindən, dövlət sektoru idarəçiliyindən və bir çox yeni texnologiyalardan istifadə edən yeni dövlət-özəl tərəfdaşlıq biomüxtəlifliyin qorunması alətlər qutusunu modernləşdirməyə kömək edə bilər. Diqqətin qorunması üçün biotexnologiyanın qanuniliyinə və istifadəsi ətrafında konsensusun inkişaf etdirilməsinə də diqqət yetirilməlidir.

Doğru genetik vasitələr və ortaqlıqlar ilə gelgitin yox olma dövrünə dönə biləcəyik.

Əvvəlcə www.weforum.org saytında yayımlandı.