https://frosthead.com

Σπάσιμο του κώδικα DNA

Η ομάδα αποστολών δεν περίμενε το νερό να είναι τόσο υψηλό ή το τελικό τέντωμα της προγραμματισμένης διαδρομής πέρα ​​από ένα στενό κανάλι αδιάβατο. Οι επιστήμονες πρέπει να αγωνιστούν σε μια ακατέργαστη γέφυρα από κατεστραμμένα κλαδιά για να φτάσουν στο νοτιοανατολικό άκρο του νησιού και να αρχίσουν να συλλέγουν δείγματα.

σχετικό περιεχόμενο

  • Ο κρυμμένος κόσμος των μυρμηγκιών

"Βασικά βρισκόμαστε σε ένα τροπικό δάσος" λέει ο βοτανολόγος John Kress. Στη ζεστασιά θερμότητα, έβαλε τα μανίκια του λευκού πουκάμισου του. Αγκαλιάζει ένα μικρό κλαδί δέντρου και φέρνει τα μπορντό λουλούδια σε πιο κοντινή όψη. "Νιώθω σαν να είμαι στην Κόστα Ρίκα", λέει.

Από το δάσος αναδύεται ένας σφυρίχτρας. Ο συνάδελφος του Kress, βοτανολόγος Dave Erickson, ρωτάει γελοία αν πρόκειται για μαϊμού, που ζει στην Κεντρική και Νότια Αμερική.

"Είναι ό, τι θέλετε να είναι, " λέει ο Kress.

Το Plummers Island, ένα οικόπεδο έκτασης 12 στρεμμάτων στο ποταμό Potomac - λίγο περισσότερο από δέκα χιλιόμετρα από το γραφείο της Kress στο Εθνικό Μουσείο Φυσικής Ιστορίας Smithsonian - είναι περίπου το παρθένο, και μάλλον απίθανο, ένα τοπίο που βρίσκεται μέσα στο Ουάσιγκτον, DC Beltway. Το Plummers, που ανήκει στην υπηρεσία του Εθνικού Πάρκου από το 1961, είναι επίσης το πιο καλά μελετημένο νησί της Βόρειας Αμερικής. Και, χάρη στον Kress και τους συναδέλφους του, είναι η πρώτη περιοχή στον κόσμο που έχει όλα τα 250 είδη των φυτών του με barcoded.

Το DNA barcoding, το πνευματικό τέκνο του καναδικού γενετιστή Paul Hebert, διαμορφώνεται μετά από τον Universal Product Code (UPC) που βρέθηκε στη συσκευασία των καταναλωτών. Κάθε UPC έχει έναν αριθμό που ορίζει τον κατασκευαστή (ας πούμε μια εταιρεία αναψυκτικών) και ένα συγκεκριμένο αναγνωριστικό προϊόντος (δίαιτα, χωρίς καφεΐνη κ.λπ.). Ο Hebert βρήκε ένα τμήμα ζωικού DNA κοινό για όλα τα είδη (τον κώδικα παρασκευής) και αρκετά διαφοροποιημένο για να διακρίνει μεταξύ των ζωικών ειδών (ο αναγνωριστικός κωδικός προϊόντος). Ωστόσο, οι ερευνητές δυσκολεύτηκαν να βρουν ένα τυποποιημένο τμήμα DNA για τη ζωή των φυτών.

Πριν από πέντε χρόνια, η ερευνητική ομάδα του Kress συνέλεξε δείγματα από όλα τα είδη φυτών στο Plummers Island. Στη συνέχεια, σε ένα εργαστήριο βοτανικής, ο Erickson και άλλοι καθόρισαν την αλληλουχία του DNA. Από εκεί, τοποθετήθηκαν σε τρεις γενετικές ζώνες - δύο γονίδια και ένα "διαγονιδιακό διαχωριστικό" μεταξύ των γονιδίων - που συλλογικά μπορούσαν να διακρίνουν τα φυτά. Μαζί με άλλους βοτανολόγους, οι Kress και Erickson βρίσκονται στη μέση μιας επίσημης διαδικασίας για να εγκριθούν οι δείκτες ως πρότυπος γραμμοκώδικας φυτών. Ο Kress ελπίζει να γίνει δεκτός εντός ενός έτους από την Κοινοπραξία για τον Barcode of Life, ένα έργο που δημιουργήθηκε το 2004 για τη σύνταξη μιας βιβλιοθήκης αναφοράς κωδίκων.

Μέχρι πρόσφατα, οι ταξινομιστές χρειάζονταν λουλούδια ή φρούτα ενός φυτού για να ταξινομηθούν, πράγμα που σήμαινε ότι έπρεπε να συλλέγουν δείγματα σε συγκεκριμένες περιόδους του έτους. Αλλά με το DNA barcoding, μπορούν να χρησιμοποιήσουν οποιοδήποτε μέρος του φυτού - σπόρους, φλοιούς, ρίζες ή φύλλα - για να τα αναγνωρίσουν.

"Αλλά το μεγαλύτερο όφελος είναι ότι δεν θα πρέπει να είσαι ειδικός", λέει ο Kress. Στο μη-μακρινό μέλλον, ακόμη και οι μαθητές θα είναι σε θέση να αναγνωρίσουν τα φυτά με χειροκίνητους ακολουθούς DNA. Στη συνέχεια θα μπορούσαν να φορτώσουν τους γραμμωτούς κώδικες μέσω των smartphones σε μια ηλεκτρονική εγκυκλοπαίδεια με βασικά στοιχεία για το είδος, τη βοτανική τέχνη και τις ανέκδοτες πληροφορίες. Η Υπηρεσία Τροφίμων και Φαρμάκων θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει το barcoding για να ελέγξει συμπληρώματα βοτάνων. Η Υπηρεσία Τελωνείων και Προστασίας των Συνόρων των ΗΠΑ θα μπορούσε να την χρησιμοποιήσει για να εντοπίσει ύποπτες εισαγωγές

Ο Erickson βρήκε επίσης φυτικό ϋΝΑ στα εκκολαφθέντα έντερα δέκα διαφορετικών εντολών εντόμων από το νησί Plummers. Θέλει να καταλάβει καλύτερα ποια έντομα είναι ειδικοί, δηλαδή τρώνε ορισμένα είδη φυτών και ποιοι είναι γενικοί, οι οποίοι τρώνε σχεδόν τίποτα.

"Είμαι ένα find 'em και να τους αλέσει" είδος ", λέει ο Erickson, μετατρέποντας ένα κοινό botanical slur σε μια καυχησιολογία. Ο Kress, ένας χορτοφάγος, κυλάει τα μάτια του με προφητική αηδία.

"Σίγουρα δεν είσαι ειδικός", πειραματίζει ο Erickson, ρίχνοντας μια φωτεινή πράσινη κάμπια σε μια μικροσκοπική τσάντα δείγματος. "Είσαι γενικός, έχω δει να φάτε".

Οι βοτανολόγοι John Kress και Dave Erickson έχουν περάσει πέντε χρόνια συλλέγοντας και barcoding αλληλουχίες DNA των 250 φυτικών ειδών Plummers Island. (Stephen Voss) "Τώρα είναι μακριά στις φυλές", λέει ο βοτανολόγος Dave Erickson σχετικά με ένα σχέδιο για τη δημιουργία barcode 250 ειδών φυτικής ζωής στο Plummers Island. (Stephen Voss) Η κωδικοποίηση κώδικα DNA διαμορφώνεται μετά τον Universal Product Code (UPC) που βρίσκεται στη συσκευασία των καταναλωτών. (Stephen Voss)
Σπάσιμο του κώδικα DNA