UiO - Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

Forskere vil samle DNA fra alle arter i Europa — før det er for sent

Del

Vitenskapen vet lite om hvilke arter som finnes i Europa og hvor de er. Forskere fra hele verdensdelen skal samle og analysere DNA i løpet av ti år.

Rebekah Oomen og Torsten Struck leder Norges deltakelse i biologiens månelanding. Foto: Elina Melteig/UiO
Rebekah Oomen og Torsten Struck leder Norges deltakelse i biologiens månelanding. Foto: Elina Melteig/UiO

Prosjektet er en del av «biologiens månelanding»: Forskere i hele Europa er med på å samle og analysere genmateriale fra alle arter, unntatt bakterier. Arvestoffet fra hver eneste art skal lagres og tilgjengeliggjøres digitalt. 

Ti år på å gjennomføre biologisk månelanding

– I Norge er det om lag 47 000 arter vi kjenner til. Noen få av disse er sekvensert, sier prosjektleder for det norske bidraget, Rebekah Oomen ved CEES.

Det er vanskelig nok å sekvensere artene forskerne vet om, for ikke å snakke om alle de ikke har beskrevet vitenskapelig. Det er anslått å være cirka 25 000 ubeskrevne arter bare i Norge. 

Situasjonen er ikke bedre i resten av Europa. Tvert imot finnes det land hvor det er vesentlig færre ressurser satt av til å samle inn DNA og overvåke biodiversiteten. Oomen understreker at noe av poenget med prosjektet er å bygge opp sekvenseringskapasiteten. 

– Er det realistisk å sekvensere alle arter på ti år

– Det handler veien dit, ikke om målet. Dette er en månelanding for biologien. Det er en rekke utfordringer det vil være vanskelig å forutse, men vi har et mål, sier hun til Titan.uio.no.

Oomen mener oppgaven er utfordrende, men at det er viktig å prøve. Hele det menneskelige genom tok 13 år å sekvensere. I dag ville den samme sekvenseringen tatt et par dager. Derfor håper forskerne at bedre metoder og teknologi vil gjøre oppgaven mulig. I tillegg vil prosjektet mobilisere forskere i hele Europa. 

Ønsker å lagre mest mulig før det går tapt

Ifølge forskerne haster det. I den engelske pressemeldingen fra organisasjonen The Biodiversity Genomics Europe står det at en av fire arter på planeten står i fare for å dø ut. 

– Vi vet at vi er midt i den sjette masseutryddelsen. Dette er en anerkjennelse av at vi må vite mer om artene vi ikke kan se. Det er noen arter som opplever en nedgang uten at vi forstår hvorfor. Hvis vi vet mer om det vi ikke kan se, kan vi kanskje forstå mer av prosessene i hele økosystemet. Å samle inn DNA er den mest grunnleggende informasjonen vi kan få for å spore endringer, sier Oomen.

Nestleder for det norske samarbeidet i prosjektet, professor Torsten Hugo Struck ved Naturhistorisk museum, stemmer i: 

– En årsak til at det er så viktig å samle DNA fra alle arter, er at genomet kanskje er det eneste vi har hvis de dør ut, sier Struck til Titan.uio.no

Ifølge Struck er det flere gode grunner til å sekvensere alle arter i Europa. En av årsakene er at det vil gjøre det lettere å analysere prøver fra utdødde eller sjeldne organismer i Naturhistorisk museums samlinger. DNA fra beslektede arter kan brukes til å fylle inn hull i den informasjonen de får fra museets prøver. 

Alle land, og alle arter, skal med

I første omgang skal alle land i Europa sende inn ønskearter: Det vil si arter de ønsker å prioritere å få kartlagt DNA fra. Deretter er det forskerne i Norge som får oppgaven å se på hvilke arter som skal prioriteres og koordinere arbeidet slik at hver art bare blir kartlagt én gang. Slik forklarer Oomen hvilke faktorer som spiller inn: 

– Det kan være arter som er viktige økologisk. For eksempel er det arter som bare finnes ett sted eller i ett land. Det kan være evolusjonært viktige arter, som for eksempel en art som tilhører en gren av livets tre som vi vet lite om. Eller det kan være sosiale årsaker, slik som at alle land skal delta i prosjektet, forklarer Oomen.

Det siste kriteriet i prioriteringen handler om hvorvidt det i det hele tatt er mulig å kartlegge DNAet. Hos noen arter er det svært vanskelig å få gode DNA-prøver, mens andre har svært store genom som er vanskelige å jobbe med. 

– Hos slimormer er det vanskelig å få gode DNA-prøver på grunn av slimet. Noen arter er vanskelige fordi den er liten av størrelse. Hos andre arter vil DNAet gå i oppløsning veldig fort av ukjente grunner, forklarer Struck.

Én misteltein for fem hundre sommerfugler

Ifølge ham er alt vi vet om eukaryotisk liv basert på analyse av noen få utvalgte arter. Disse artene har til felles at de er enkle å holde på lab. De er gjerne altetende og tilpasningsdyktige. Slike arter er gode forsøksdyr, men de er i mindretall på planeten.

– De fleste artene kan ikke tilpasses et liv på lab, mener Struck. Derfor vet vi svært lite om dem. For eksempel er det gjort få eksperimenter på parasitter fordi de som regel ikke kan leve noe annet sted enn på eller i, sin vertsorganisme. Å få samlet genmaterialet er første steg i retning av å bevare dem, forklarer han.

Noen arter har store genom. Dette er i seg selv en svært stor utfordring. Et av artene er misteltein. 

– I prosjektet har vi bare penger til å kartlegge en og en halv art med mistelteinmengde DNA. Til sammenlikning kan vi kartlegge 500 sommerfugler på det samme budsjettet, forklarer Oomen. 

Den Norske gruppens bidrag skal blant annet gå til nettopp de vanskelige artene. Målet er å lage prosedyrer for å sekvensere nye artsgrupper hvor det ikke finnes gode og effektive metoder i dag.

Å samle inn DNA vil likevel ikke redde artene

Det er ikke bare selve sekvenseringen av DNA som er ressurskrevende. Når forskerne skal vurdere hvilke arter som skal ha prioritet, vil de også vurdere hvorvidt det vil være mulig å redde dem. 

– Hvis vi skal kunne redde en art fra å bli utryddet, trenger vi å vite hvilke som faktisk kan reddes. Noen vil det nok være for sent for, sier Struck dystert. 

Målet er å bruke ressursene effektivt slik at flest mulig arter blir bevart. Noen av artene forskerne veldig gjerne vil vite mer om er de som har klart store omskiftninger og masseutryddelser tidligere. 

– På Nesodden er det flerbørstemark som har sett helt lik ut i 14 -18 millioner år. Det er flere arter som er umulig å skille fra hverandre utseendemessig, men de forskjellige arter. Nesodden-marken har en slektning som ikke har endret utseendet på 140 millioner år. Den har med andre ord overlevd en masseutryddelse, mens marken på Nesodden ikke har det. Vi er interesserte i å finne ut hvilke arter som overlever slike omveltninger og hvilke som tilpasser seg. Kanskje går det an å finne slike svar i genene, forklarer Struck.

Metoder for miljøovervåkning gir skattejakt i livets tre

Se for deg livets tre. Det er lett å se for seg at vi vet hvordan greinene henger sammen, men i realiteten er det store kunnskapshull. Det kan være hele greiner som er feilplasserte, og svært mye av det vi vet at er der ute, mangler. 

Ved å samle inn DNA fra alle organismene i treet vil det sannsynligvis se helt annerledes ut. Arter vi trodde var i slekt vil kanskje plasseres et helt annet sted. Mange arter har aldri blitt beskrevet av vitenskapen, men vi vet at de er der. 

Ved å ta miljøprøver og søke etter DNA i luft og vann har forskere funnet flere arter. Ifølge Struck ble det tatt en prøve fra et akvarium. Den viste tilstedeværelsen av en art som fikk navnet Trichoplax adhaerens. Etter at den ble funnet i akvariet, fant forskerne den i naturen. Et annet eksempel er en gruppe arter som er kjent fra ugjestmilde steder som Grønland og Antarktis. En miljøprøve viste at den også skulle finnes i Pyreneene. 

– Det var først da noen fant på å lete etter den der, forklarer Struck, og de fant den, legger han til. 

– Det er en skattejakt, utbryter Oomen entusiastisk.

Metabarkoding, en teknikk hvor du identifiserer en del av DNA-et i en art som er unikt for den arten og får en slags strekkode, kan brukes til mer enn å finne nye arter. Det er også mulig å lage verktøy for miljøovervåkning. Hvis forskerne har gode DNA-databaser er det mulig å bruke miljøprøver til å se hvor arter holder til, påvise at de finnes der, eller at de blir borte fra et område. 

Lettere for et menneske å krysse grenser i EU enn for en vevsprøve

Et av de største utfordringene prosjektet har støtt på er å finne gode måter å samarbeide på. 

– Det er lettere for et menneske å krysse grensene i Europa enn for en vevsprøve, forklarer Oomen. 

Før lanseringen av prosjektet har det blitt gjort et omfattende arbeid, blant annet av jurister, for å sikre gode avtaler. Noen land har gode laboratorier hvor det egner seg å sekvensere materiale, andre har stort biologisk mangfold, men mangler laboratorieressursene. Dette gjør at prøver og datamateriale må kunne transporteres over landegrensene i en skala som det har vært vanskelig å få til tidligere. 

Et av de juridiske utfordringene handler om å sikre opphavsretten til materialet. Hva om en art som kun finnes i for eksempel Bulgaria plutselig viser seg å kunne kurere kreft? Da er det viktig at de som sitter på ressursen, også får noe av det økonomiske utbyttet. 

– Det er en utfordring å verdsette den genetiske informasjonen før vi vet hva vi finner, sier Struck. 

– Prosjektet er ikke bare harde fakta. De sosiale og samfunnsmessige aspektene er vel så viktige, understreker Oomen. Det er en balanse mellom det å tilgjengeliggjøre data og det å ha rettighetene til det du bidrar med, avslutter hun.

Fakta

The Biodiversity Genomics Europe (BGE): Vil samle arvematerialet (DNA) fra arter i hele Europa. I forkant har forskerne etablert samarbeid og fått på plass juridiske avtaler. 28. september 2022 lanseres prosjektet.

På sikt håper forskerne at prosjektet bidrar til bedre samarbeid, miljøovervåkning, kunnskap om økologi og evolusjon, og bevaring av det biologiske mangfoldet. 

BGE er en del av Earth BioGenome Project hvor forskere i løpet av ti år skal samle DNA fra alle eukaryote arter i hele verden. Dette prosjektet kalles populært for biologiens månelanding.

En eukaryot art har en cellekjerne – kort fortalt alt liv unntatt bakterier. 

Sekvensering:  Når arvematerialet (DNAet) til en organisme "leses" som bokstaver i en bok kaller vi det å sekvensere. Denne lesingen foregår på laboratorier. I dag lagres og analyseres DNA-data digitalt.

Nøkkelord

Kontakter

Bilder

Rebekah Oomen og Torsten Struck leder Norges deltakelse i biologiens månelanding. Foto: Elina Melteig/UiO
Rebekah Oomen og Torsten Struck leder Norges deltakelse i biologiens månelanding. Foto: Elina Melteig/UiO
Last ned bilde
Naturhistorisk museum lagrer mye biologisk materiale for ettertiden. Å samle DNA blir en viktig del av dette biblioteket. Foto: Torsten Struck
Naturhistorisk museum lagrer mye biologisk materiale for ettertiden. Å samle DNA blir en viktig del av dette biblioteket. Foto: Torsten Struck
Last ned bilde
Slik ser det det ut når store mengder biologisk materiale lagres. Foto: Torsten Struck
Slik ser det det ut når store mengder biologisk materiale lagres. Foto: Torsten Struck
Last ned bilde

Lenker

Om UiO - Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

UiO - Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet
UiO - Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet
Sem Sælands vei 24
0371 Oslo

22 85 56 00http://www.mn.uio.no/

Det matematisk-naturvitskaplege fakultet har ein lang og stolt tradisjon innan forsking og undervising i dei klassiske realfaglege disiplinane. Fakultetet si verksemd dekkjer også eit breitt spekter av tverrfagleg forsking og ligg i front i Europa på fleire område.

Følg våre forskingsnyheiter på Titan.uio.no, som også er på Facebook og Twitter, eller abonner på nyheitsbrevet.

Følg pressemeldinger fra UiO - Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

Registrer deg med din epostadresse under for å få de nyeste sakene fra UiO - Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet på epost fortløpende. Du kan melde deg av når som helst.

Siste pressemeldinger fra UiO - Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

I vårt presserom finner du alle våre siste pressemeldinger, kontaktpersoner, bilder, dokumenter og annen relevant informasjon om oss.

Besøk vårt presserom