Мизерное количество ДНК может дать подсказки для сохранения вымирающих видов

Ключ к разгадке тайны - найти правильные подсказки. Детективы дикой природы, стремящиеся защитить исчезающие виды, давно страдают от почти невозможности сбора образцов ДНК от редких и неуловимых животных. Теперь исследователи из Стэнфорда и Национального центра биологических наук в Индийском институте фундаментальных исследований Тата разработали метод быстрого и дешевого извлечения генетических улик из оставленных материалов, таких как фекалии, кожа или слюна, а также из продуктов питания, которые могут состоять из находящихся под угрозой исчезновения животных.

Исследователи считают, что их концепция, изложенная 10 апреля в «Методах экологии и эволюции» (Ecology and Evolution), может революционизировать подходы и политику сохранения вымирающих видов во всем мире.

Угроза исчезновения нависает над более чем четвертью всех видов животных, согласно лучшей оценке Международного союза охраны природы, который ведет список находящихся под угрозой исчезновения и исчезающих видов. Специалисты по охране природы зафиксировали резкое сокращение популяций животных в каждом регионе Земли.

Помощь в восстановлении видов часто зависит от сбора образцов ДНК, которые могут раскрыть ценную информацию о деталях, начиная от инбридинга и истории популяции и заканчивая естественным отбором и крупномасштабными угрозами, такими как разрушение среды обитания и незаконная торговля дикими животными. Однако современные подходы, как правило, требуют относительно больших количеств ДНК или дорогостоящих и часто неэффективных стратегий извлечения материала. Быстрое получение значимой информации из образцов ДНК с низкой концентрацией, часто деградированных и загрязненных, требует дорогостоящего и специального оборудования.

«Я работаю над генетикой выживания тигров уже более десяти лет, но был разочарован тем, насколько медленным и ненадежным оказался процесс получения генетических данных», - сказал Ума Рамакришнан, сотрудник Индийского национального центра биологических наук. «Сохранение требует быстрых ответов, и наше исследование не дало их достаточно быстро».

Исследователи изучили диких тигров, находящихся под угрозой исчезновения в Индии, и выловили раковин карибской королевы. Изучили экскременты тигров, шерсть и слюну, найденные на убитой добыче, а также жареные оладьи из раковин, приобретенные в ресторанах США. Все образцы были слишком смешанными или разложенными для обычного генетического анализа.

«Наша цель состояла в том, чтобы найти разные виды, которые имели бы сильные природоохранные потребности, и показать, как этот подход может быть использован в целом», - сказал Палумби, профессор морской биологии Джейн и Маршалла Стил-младших. «Король леса - тигр - и королева Карибского моря - раковина - были идеальными претендентами».

Вместе команда нашла новый подход, используя метод секвенирования, который усиливает и считывает маленькие кусочки ДНК с уникальными различиями в каждом образце. Делая это одновременно на многих участках ДНК в одних и тех же пробирках, исследователи сводили общее количество ДНК к минимуму. Это позволило использовать образцы, загрязненные бактериями или ДНК других видов.

Технология оказалась очень эффективной при выявлении и сравнении генетических характеристик. Например, метод работал с количеством ДНК тигра, эквивалентным примерно одной сто тысячной части ДНК в типичном образце крови. Однако, имел более высокую частоту неудач в исследовании раковин, потому что исследователи не имели в своем распоряжении целых геномов.

Эффективность, скорость и доступность этого подхода - по мнению исследователей, затраты на внедрение могут составлять всего 5 долл. США на образец - представляют собой важный шаг вперед в области мониторинга и криминалистической экспертизы дикой природы, проведения испытаний в полевых условиях и использования науки в политических решениях и торговле дикими животными.

«Его легко внедрить, и это можно сделать в лабораториях с доступом к более или менее базовому оборудованию», - говорит соавтор Мегана Натеш из Национального центра биологических наук и Университета Шастра в Индии. «Если следовать стандартной процедуре, полученные данные должны легко распространяться и сравниваться между лабораториями. Поэтому мониторинг населения в разных штатах и даже странах должен быть проще».

Ученые сделали свой метод свободно доступным.

Комментарии: