Почему мы секвенируем геномы знаковых видов Канады

В прошлом году, в честь 150-летия Канады и для закладки фундамента научного превосходства страны на следующие 150 лет, группа канадских ученых запустила Инициативу по секвенированию 150 геномов (CanSeq150).

Мотивированные интересом нации к животному, наиболее повлиявшему на нашу историю, мы секвенировали геном — книгу генетических инструкций — канадского бобра (Castor canadensis) к годовщине. Мы также начали секвенирование 34 других видов, включая канадскую кукшу (Perisoreus canadensis) и канадскую рысь (Lynx canadensis).

Наша цель — секвенировать геномы 150 организмов, важных для Канады и канадцев.

Мы принимаем предложения от исследователей, которые обоснуют историческую или современную важность предлагаемого организма для страны. По мере выбора новых видов, Canada's Genomics Enterprise (CGEn) будет анонсировать их на своем сайте для полного секвенирования генома.

Некоторые геномы будут секвенированы с применением новых технологий или методов анализа генетической последовательности. Мы надеемся, что, лучше понимая геномы других видов — и наш собственный — мы лучше поймем себя и наше место в естественной истории.

Ученые учат знаменитую концепцию Феодосия Добржанского из XX века: «Ничто в биологии не имеет смысла, кроме как в свете эволюции».

В XXI веке, с пониманием, что геномные последовательности позволят проводить лучшие биологические и медицинские исследования, мы можем обновить идею Добржанского, включив в нее и геномную последовательность, и эволюцию.

Не «птичьи мозги»

Сейчас мы работаем над созданием референсной геномной последовательности канадской кукши (Perisoreus canadensis) для других исследований. (После 60 лет названия «серой кукшей» Американский союз орнитологов вернул первоначальное имя).

Канадская кукша обитает во всех 13 провинциях и территориях и занимает важное место в фольклоре коренных народов, где ее называют Визакеджак (Wisakedjak) или виски-джек. Есть серьезная поддержка идеи сделать ее национальной птицей Канады.

Поразительное свойство канадской кукши — ее высокий интеллект. Она разработала сложную стратегию создания тысяч запасов пищи в разбросанных местах, покрывая их слюной, что позволяет ей переживать зимний сезон размножения. Каждая птица находит эти тайники по памяти и распознаванию паттернов — все это заложено в структуре ее мозга и закодировано в геноме.

Природа и среда

Еще до появления Канады как страны, ранние учетные книги Компании Гудзонова залива показывают облигатную связь между канадской рысью (Lynx canadensis) и беляком (Lepus americanus).

Эти животные имеют идентичный ареал, покрывающий канадскую бореальную тайгу. Исторические данные о заготовке меха показали, что популяции зайца и рыси колеблются в тесно связанных 10-летних циклах.

Геномы рыси и зайца могут показать исследователям, как изменяющаяся среда влияет на гормоны и способствует циклическому снижению репродуктивной приспособленности в популяции зайцев.

Будут раскрыты генетические изменения, кодирующие «сенсоры» окружающей среды, которые лежат в основе сезонной смены окраски шерсти беляка, среди других физиологических и экологических взаимосвязей.

Код жизни

Геном предоставляет клеткам инструкции, подобные чертежу или партитуре, для всех аспектов развития организма на протяжении жизни.

Люди наследуют половину своей ДНК от каждого родителя, как и те от своих родителей, и так вплоть до происхождения Homo sapiens. Геномная информация, встроенная в эту ДНК, связывает миллионы видов с древа жизни Чарльза Дарвина.

Расшифровка человеческих геномов может раскрыть основы болезней и расстройств, таких как рак и аутизм, и обеспечить диагностику для раннего обнаружения. Медицинские и фармацевтические методы лечения все чаще нацелены на конкретные особенности заболевания, например, на белки, экспрессируемые на поверхности клетки.

Секвенирование генома по определению дает гораздо лучшее покрытие генетических маркеров, чем ранние технологии. Мы будем секвенировать китов и форель, медведя и овцу, клены и грибы, чтобы обнаружить геномные ДНК-штрихкоды — маркеры ДНК, покрывающие все хромосомы клетки — важные для отбора и адаптации, которые можно использовать в селекции и сохранении видов.

Подарок науке

Мы верим, что первые исследования новой геномной последовательности должны проводиться теми учеными, которые лучше всего понимают уникальную биологическую, культурную, экономическую, социальную и историческую роль организма.

Для CanSeq150 мы секвенируем геномы 150 организмов, предложенных канадскими исследователями.

Мы уверены, что именно эти ученые смогут наилучшим образом использовать информацию о последовательности генома для нашей страны и для мира.

Типичная стоимость проекта по секвенированию генома составит $3000. Эти расходы покроет CGEn и его партнеры, но исследования будут вести ученые, предложившие геномы для секвенирования.

Результаты CanSeq150 будут доступны исследователям по всему миру через публичные базы данных, такие как Национальный центр биотехнологической информации (NCBI).

С нашей «обновленной» (основанной на геномике) точкой зрения на концепцию эволюционной биологии Добржанского мы стремимся альтруистически способствовать научным открытиям. Понимание взаимосвязей между видами CanSeq150 и другими, несомненно, поможет нам стать мудрее в управлении нашим наследием.