Forskare kartlägger DNA från varenda levande ting på de brittiska öarna

Slutförandet av Human Genome Project 2003 var en viktig milstolpe i vetenskapens och medicinens historia. Förmågan att sekvensera mänskligt DNA har gjort så många saker möjliga som vi aldrig hade kunnat föreställa oss förut – inte minst naturligtvis, DNA-testning för släktforskning och tillgången till prisvärda, DNA-testkit som MyHeritage DNA.

Sanger Institute, som var ansvarigt för denna banbrytande vetenskapliga prestation, arbetar nu med ett ambitiöst nytt projekt: Darwin Tree of Life-projektet. Målet med projektet är att sekvensera genomen från cirka 70 000 arter, inklusive djur, växter, svampar och protister, belägna i Storbritannien och Irland. När den är klar kommer det att vara första gången genomen från ett helt ekosystem sekvenseras.

”När det mänskliga genomet sekvenserades, förändrade det hur vi gör mänsklig biologi för alltid,” sa Mark Blaxter, som leder projektet Tree of Life, till BBC News i en nyligen intervju. ”Det har verkligen förändrat hur vi ser på oss själva och hur vi arbetar med vår hälsa och sjukdom. Och vi vill göra det möjligt för hela biologin. Så vi vill att alla, som arbetar med vilken art som helst, eller vilken grupp av arter som helst, var som helst i världen, ska kunna ha denna ultimata grund… den fyller upp livets bibliotek.”

Karta över brittiska öarna

Utöver att vidga horisonterna för mänsklig kunskap är ett av målen med projektet att hjälpa oss att få en bättre förståelse för hur arter anpassar sig för att överleva hårda och flyktiga miljöer. Detta kan hjälpa oss att inte bara lära oss att skydda arter från miljöhot – som klimatförändringar – utan också upptäcka nya material, som kan hjälpa oss människor, som antibiotika och andra mediciner.

Det tog över ett decennium att sekvensera det mänskliga genomet. Under de 20 år som har gått sedan 2003 har tekniken förbättrats avsevärt, vilket gör det möjligt att sekvensera DNA i mycket snabbare takt. På Sanger Institute kan, tack vare kraftfullare datorer och automatiserade processer, ofta ett helt genom kartläggas på några dagar.

Trots det gör den stora omfattningen av Tree of Life-projektet det till ett enormt åtagande. Projektets webbplats rapporterar att drygt tusen arter har sekvenserats hittills. 1 000 check… 69 000 kvar!

Dessutom är många av de genomen som de kartlägger mer komplexa än människors. Misteln, till exempel, har en genetisk kod som innehåller 94 miljarder baser – över 30 gånger längre än det mänskliga genomet! Eftersom processen att kartlägga genomet innebär att bryta ner varje arts DNA till fragment, förstå vad som finns i dessa fragment och sätta ihop det igen i rätt sekvens … finns det mycket arbete framför oss.

Det första steget i processen är att erhålla biologisk vävnad från var och en av arterna. Sanger Institute tar emot dessa prover från olika partners och organisationer över hela Storbritannien och Irland och lägger in dem i ett provhanteringssystem. Proverna lagras vid -70 ℃ (-94 ℉) tills extraktionsteamet är redo för dem.

Utvinningsprocessen innebär en hel del utmaningar. Det finns beprövade tekniker för att extrahera DNA från vävnader hos vissa arter, särskilt däggdjur. Men för att arbeta med många av de arter som passerar deras labb måste teamet vada ut i okända vatten. För att kartlägga 70 000 genom på bara 10 år kommer de att behöva utveckla en standardiserad process och har gjort goda framsteg mot det målet. Metoderna de utvecklar kommer att vägleda andra forskare som kartlägger ytterligare ekosystem i framtiden.

När DNA har extraherats är det dags att sekvensera det: det vill säga att bestämma identiteten för de baspar som utgör byggstenarna i artens DNA. Det som kommer härnäst är förmodligen det mest utmanande steget i processen: att återmontera dessa bitar till det färdiga genomet. Projektets webbplats liknar detta steg med att sätta ihop ett pussel, förutom att bilden på framsidan av pusslet till största delen har raderats, lådan kan innehålla flera kopior av samma bit och det kan finnas bitar från ett helt annat pussel som kastas in. !

När genomet har satts ihop kontrolleras det för fel av kuratorteamet och skickas sedan till European Molecular Biology Laboratorys European Bioinformatics Institute (EMBL-EBI) så att det kan sammanställas och presenteras för världen i ett smältbart format. Teamet på EMBL-EBI kommenterar sammansättningarna för att inkludera biologisk information och laddar sedan upp dem till Ensembls genomwebbläsare, där människor från hela världen kan se dem.

Ensembl genom webbläsare

När projektet går framåt och teamet utvecklar standardiserade metoder för att extrahera och analysera DNA från varelser och växter som aldrig har sekvenserats förut, kommer de att öppna dörren för forskare från andra platser i världen som studerar olika ekosystem – tar oss ett steg närmare att skapa en genomisk karta över hela planeten.

Det är inte bara människorna från de platser vi bor som utgör vårt arv. Djuren, träden, blommorna, fåglarna, till och med mikroorganismerna vi aldrig ens tänker på, är alla en del av det ekosystem som utgör vårt hem och gör oss till de vi är. På MyHeritage är vi glada över att se projekt som dessa gå framåt, inte bara för att de är bra för mänskligheten och för planeten, utan också för att de genombrott som uppnåtts av dessa banbrytande forskare säkerligen kommer att förbättra området för DNA-tester som helhet.

Intresserad av att låsa upp hemligheterna i ditt eget DNA? Beställ ditt MyHeritage DNA-kit idag.