וִידֵאוֹ: בריכת גנים: האם מחקר DNA יכול להציל סלמון נהר קולומביה?
2023 מְחַבֵּר: Peter Bradberry | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-05-21 22:33
מדענים פונים לגנטיקה כדי לעזור לחדש את אוכלוסיית הסלמון הנמצאת בסכנת הכחדה של צפון מערב ארה"ב.
לרוב האנשים יהיה קשה להבחין בהבדל בין צ'ינוק לסלמון קוהו או אפילו בין דגים צעירים לזקנים. אבל לא תושבי אגן נהר קולומביה (במיוחד במדינת וושינגטון, אורגון ואיידהו): הם לא רק מכירים את הסלמון שלהם, אלא שהיכולת שלהם להבחין בין מינים היא המפתח לשימור הדגים שנעלמים במהירות.
סלמון, שהיה פעם בשפע בנהר קולומביה, מהווה כיום גזע גוסס - מצב המאיים לא רק על קיומם אלא על פרנסתם של אנשים המאכלסים את גדות הנהר האדיר: תעשיית הדייג המסחרית מעסיקה יותר מ -3, 600 אנשים ומייצרת יותר מגידול. שמורת נז פרס, אומטילה, Warm Springs ויאקמה בשנת 1977 הקימו את ועדת הדגים של סלילו, שמאז הורחבה ושמה ועדת הדגים הבין-שבטית של נהר קולומביה (CRITFC).
בעשור האחרון, CRITFC השתמש בניתוח גנטי לחקר אוכלוסיות דגים מקומיות, הכוללות צ'ינוק, גרביים וסלמון קוהו. המטרה, אומר שון נרום, הגנטיקאי המוביל של CRITFC, היא לסייע בהגדלת אוכלוסיית הסלמון על ידי איתור הגזעים הנמצאים בסיכון ועבודה (לצד מדגרות דגים מקומיות) למלא את הנזקקים ביותר. "ככל שההשפעות [האנושיות] על אוכלוסיות טבע גדלות בהתמדה, יש צורך בהבנה טובה יותר של קצב וכושר ההסתגלות של המינים", הוא אומר.
CRITFC כולל כ -60 גנטיקאים, הידרולוגים, ביולוגים של דגים, ביומטריסטים, מטאורולוגים ומדענים אחרים (בתוספת צוות תמיכה של כ -500 איש) המוקדשים לחקר סלמון והמערכת האקולוגית שלהם. קביעת השונות הגנטית (ופיתוח חתימות גנטיות) לאוכלוסיות סלמון אגן נהר קולומביה מסייעת לחוקרים להבין טוב יותר את מגוון הדגים, התאמתם ופיזורם. חתימות גנטיות אלה עשויות לשמש גם לזיהוי מתי מיני סלמון לא ידועים בעבר נודדים לאזור.
החוקרים אומרים שהזמן הוא המהותי, מכיוון שחלק מהסלמון הוכרז כסיכום. ("מנהלי דייגים ברמה הפדרלית, הממלכתית והמקומית שוקלים להשתמש במידע שהמדענים האלה מספקים כדי לעזור להם להחליט מתי, היכן וכמה דגים ניתן לקצור", אומר נרום.).
אחת הדרכים שבהם המדענים יוכלו להאיץ את מאמציהם היא לעבור לטכנולוגיה חדשה ומהירה יותר כדי לזהות וריאציות ב- DNA או בחומר הגנטי של הדג. מאז יולי מדענים של CRITFC מעמיסים את החומרים הדרושים לחקר ה- DNA של סלמון למערכת בדיקות אב-טיפוס שנעשתה על ידי חברת Fluidigm שבסיסה בדרום סן פרנסיסקו שנועדה לזהות וריאציות ב -96 מיקומים שונים (הנקראים פולימורפיזם יחיד של נוקליאוטידים, או SNP) בדגימות DNA. החוקרים יכולים לבדוק עד 96 דגימות של חומר גנטי בכל פעם, תוך מתן 9, 216 תגובות סימולטניות (או גנוטיפים) תוך ארבע שעות. (זה נעשה בעבר במערכת שיכולה לייצר רק 384 תוצאות גנוטיפ כאלה בכל פעם.).
מערכת EP1 של Fluidigm, המשמשת גם את מחלקת הדגים והמשחק באלסקה ואוניברסיטת וושינגטון בסיאטל, יוצרת תגובות אלה בתוך מעגלי נוזלים משולבים (IFC) שרובעים 1.5 אינץ '(3.8 ס"מ) וכ- 0.13 אינץ' (0.32 ס"מ) עבה ועשוי מפולימר שקוף וגומי. ה- IFC מכילים מטריצה מיקרוסקופית של מנהרות, שסתומים ותאים שדרכם ניתן לנתב פתרונות המכילים דגימות DNA של סלמון. לחץ אוויר משמש לפתיחה ולסגירה של המנהרות, תוך חלוקת שילובים שונים של פתרונות בכל רחבי ה- IFC. התוצאה היא מערך של אלפי גנוטיפים למחקר.
נארום מעריך כי זה יעלה למעבדה שלו לחקלאות עם תג המחיר של מערכת הניתוחים של קרלסבד, קליפורניה, Applied Biosystems שהחוקרים השתמשו בה. עלות הכימיקלים המשמשים בשתי המערכות דומה גם כן, אך המדענים משתמשים בכמויות קטנות יותר במערכת EP1, וכתוצאה מכך עלות נמוכה יותר לדגימה כדי לקבל את אותם נתוני גנוטיפ מהר יותר, הוא מוסיף.
הטכנולוגיה מספקת לחוקרי CRITFC אפשרות לסינון SNP ומהיר של אורגניזמים שרצפי הגנום שלהם (בניגוד לאלה של בני אדם ועכברים) טרם נחקרו וקטלגו.
הבנה טובה יותר של גנטיקה לא תעזור לחדש את אוכלוסיית הסלמון בן לילה, כמובן. ובכל זאת, עבודתו של CRITFC היא דוגמה קלאסית לשימוש במדע וטכנולוגיה כדי לוודא שהאחראים על חילוץ הסלמון יקבלו את ההחלטות הנכונות.