Елена Бадьева
На сегодняшний день науке известно около 1, 7 млн. видов живых организмов, в то время как по оценочным данным их существует не менее 10 млн. Таким образом, 80% видов еще не описано. Если бы изучение биоразнообразия продолжалось классическими методами, то на полную каталогизацию Природы понадобились бы многие десятилетия. Новый метод – ДНК-штрихкодирование – значительно ускоряет этот процесс. Международная программа «Штрихкод жизни» ставит своей целью создание библиотеки штрихкодов для всех видов на Земле. В идеале каждый штрихкод должен однозначно идентифицировать вид (так же, как штрихкод на упаковке товара).
Использование в биологической систематике нуклеотидных последовательностей – не новая концепция, и программа «Штрихкод Жизни» – отнюдь не первая в ряду молекулярно-биологических баз данных, созданных для решения в том числе и проблем биосистематики.
До 80-х годов ХХ века описание видов живых организмов, эволюционных взаимосвязей между ними, построение филогенетических (эволюционных) деревьев осуществлялись, как правило, на основе сравнительной эмбриологии, анатомии, морфологии и палеонтологических материалов. В 1982 г. была создана одна из первых международных открытых баз генетических данных, GenBank .
Анализ нуклеотидных последовательностей во многом меняет устоявшиеся представления о родстве видов и самой их идентичности, а иногда приводит к глобальному пересмотру крупных таксонов . Так, в результате исследования гена 16S рРНК в 1985 году американец Карл Вёзе разделил прокариотические организмы, которые ранее все назывались просто «бактериями», на два надцарства: эубактерии («настоящие» бактерии) и археи .
На страницах ЖОБ и на сайте «Элементы» ранее был опубликован ряд статей по реконструкции эволюционных связей таксонов на основе результатов молекулярно-биологических исследований (см., например: Шаталкин, 2004 ; Новые данные позволили уточнить родословную животного царства , «Элементы», 10.04.08).
В обсуждаемой обзорной работе, написанной сотрудницей Ботанического института им. В.Л. Комарова В.С. Шнеер, подробно рассказывается о ДНК-штрихкодировании, его истории, области применения и перспективах.
В 2003 году канадский ученый Пол Хеберт (Paul Hebert ) предложил использовать для видовой идентификации живых организмов короткие стандартные последовательности цепи ДНК (это и называется ДНК-штрихкодированием, DNA barcoding). В 2004 году был основан международный консорциум «Штрихкод жизни» («Consortium for the Barcode of Life, CBOL ). Россия присоединилась к этому проекту в 2005 году.
Программа «Штрихкод Жизни» особенный упор делает на стандартизацию и координирование работы. Информация о живых организмах, чьи штрихкоды вносятся в библиотеку, обязана быть максимально четкой.
«Штрихкод Жизни» предполагает создание библиотеки ДНК-штрихкодов (ДНК-ШК) для всех видов, живущих на планете, путем прочтения одного и того же участка генома каждого из них. Основные требования к эталонному участку ДНК:
1) небольшой размер (от 500 до 600-800 нуклеотидов);
2) последовательность нуклеотидов ДНК-ШК должна быть одинаковой у особей одного вида и достоверно различаться у особей разных видов;
3) во избежание ошибок последовательность нуклеотидов должна быть прочитана в обоих направлениях (с обеих цепочек ДНК);
4) необходимо знать прямой и обратный праймеры , чтобы можно было без труда выделить нужный участок ДНК из клеток исследуемого организма;
5) количество полиморфных (т.е. различающихся у разных особей одного и того же вида) позиций (нуклеотидов) в последовательности не должно превышать 1%.
По такому ДНК-ШК можно опознать живое существо даже по крошечному фрагменту любой ткани, практически не повреждая организм. Определение по штрихкоду особенно актуально в случаях, когда классические методы «не работают». Например, если имеются внешне неотличимые виды-двойники, или, наоборот, виду присущ половой диморфизм . Важно и то, что выбранные участки ДНК будут совпадать у особей на любой стадии развития: от яиц или семян до взрослых половозрелых организмов. ДНК-ШК упрощает определение мелких и морфологически вариабельных видов. Большую роль штрихкодирование играет в исследовании редких видов, которых нежелательно убивать даже в научных целях. Оно позволяет проводить так называемый неинвазивный анализ (без проникновения, не нарушающий телесную целостность): по зубам, перьям, меху, яичной скорлупе, сброшенной коже, по выделяемой слизи и слюне. Естественно, ДНК также можно выделить из музейных образцов: гербариев, скелетов, заспиртованных препаратов.
Создатели программы «Штрихкод Жизни» предполагают возможность существования универсального для всех организмов (или по крайней мере для эукариот) ДНК-ШК и предлагают в качестве эталона использовать 5'-фрагмент первой субъединицы митохондриального гена, кодирующего белок цитохром-С-оксидазу (СО1 ).
В группу каталогизируемых живых организмов не попадают пока прокариоты (по причине отсутствия у них митохондрий как таковых). Для растений фрагмент СО1 не подходит в качестве эталона в силу низкой и очень неравномерной вариабельности этой последовательности. Поэтому штрихкодирование растений осуществляют при помощи других фрагментов ДНК (ITS , ядерная рРНК, участки хлоропластного генома). У грибов длина СО1 существенно варьирует из-за присутств
Одними из наиболее популярных услуг на рынке IT-технологий являются создание и продвижение лендингов. Они способны положительно влиять на деятельность любого бизнес-проекта в интернете. Судя по многочисленным отзывам, заказавшие создание лендингов люди ни разу не пожалели о потраченных деньгах. Они вложили в будущее, которое неразрывно связано с интернетом. Всё больше и больше предпринимателей обращаются к услугам разных агентств, веб-студий, чтобы заказать создание лендинга у профессионалов.