รหัสพันธุกรรมบางส่วนในน้ำทะเลสามารถช่วยนักวิทยาศาสตร์ศึกษาปลาที่เราไม่ค่อยได้เห็น บาคาร่า โดย KAT ESCHNER | เผยแพร่เมื่อ 5 พ.ย. 2020 23:00 น
สิ่งแวดล้อม
มหาสมุทร
การเข้ารหัส metabarcoding ของ DNA สิ่งแวดล้อม (eDNA) เกี่ยวข้องกับการหาลำดับตัวอย่างน้ำทะเลที่มีชิ้นส่วนของรหัสพันธุกรรมที่สิ่งมีชีวิตหลั่งออกมาเพื่อให้ทราบถึงความหนาแน่นของประชากรและความหลากหลายของชนิดพันธุ์ในมหาสมุทร Pixabay
แบ่งปัน
NASA กำลังวางแผนการเดินทางครั้งใหม่โดยลูกเรือไปยังดวงจันทร์ แต่มีบางแห่งที่ลึกลับเกือบเท่ากันบนโลกนี้ที่นักวิทยาศาสตร์กำลังทำงานเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับมหาสมุทรลึก ที่มืด เย็น และเข้าถึงยาก ส่วนลึกเป็นไบโอมที่ใหญ่ที่สุดในโลก ซึ่งประกอบด้วยปลาที่ดูแปลกตาและสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ซึ่งหลายชนิดไม่เคยได้รับการระบุทางวิทยาศาสตร์
บทความใหม่จากนักวิทยาศาสตร์ชาวแคนาดาที่ตีพิมพ์ในสัปดาห์นี้ในPLOS ONEได้ตรวจสอบความเป็นไปได้ที่น่าสนใจ: การประเมินสัตว์น้ำลึกโดยดูจาก DNA ที่เหลืออยู่ของพวกมันในน้ำทะเล วิธีการนี้เรียกว่า metabarcoding ของ DNA สิ่งแวดล้อม (eDNA) เกี่ยวข้องกับการหาลำดับตัวอย่างน้ำทะเลที่มีชิ้นส่วนของรหัสพันธุกรรมที่สิ่งมีชีวิตหลั่งออกมาเพื่อให้ทราบถึงความหนาแน่นของประชากรและความหลากหลายของชนิดพันธุ์ในมหาสมุทร
Mehrdad Hajibabaei ศาสตราจารย์ด้านชีววิทยา
จาก Integrative Biology & Biodiversity Institute of Ontario ในแคนาดากล่าวว่า “มีบางส่วนของจีโนมของสิ่งมีชีวิตทุกชนิดที่เข้ารหัสยีนที่เฉพาะเจาะจงสำหรับสปีชีส์ ในแนวทางนี้ ส่วนต่างๆ เหล่านี้ทำงานเหมือนกับบาร์โค้ด โดยระบุสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดที่มี DNA อยู่ในน้ำทะเลได้โดยไม่ซ้ำกัน
ในการศึกษานี้ Hajibabaei และเพื่อนร่วมงานของเขาได้ใช้เมตาบาร์โค้ดของ eDNA กับตัวอย่างน้ำทะเลที่เก็บได้ที่ระดับความลึกประมาณ 4600 ฟุต (1440 เมตร) และต่ำกว่า ขณะทำงานภาคสนาม พวกเขาค้นพบว่าต้องมีตัวอย่างน้ำทะเลมากเพียงใดเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่เป็นประโยชน์ โดยพวกเขาพบมากกว่า 6 ถ้วย (1.5 ลิตร) และทดสอบตัวอย่างด้วย “ไพรเมอร์” หรือ DNA ที่แตกต่างกัน ห้องปฏิบัติการเพื่อทำให้ตัวอย่างสามารถอ่านได้
ทีมงานสามารถระบุจำนวนสปีชีส์ที่เทียบเคียงได้โดยใช้วิธีการสุ่มตัวอย่างใต้ทะเลลึกโดยใช้วิธี eDNA metabarcoding แต่พวกเขาคิดว่า eDNA metabarcoding ควรจะสามารถทำได้มากขึ้นในมหาสมุทรลึกเมื่อวิธีการได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรงนั้น ขณะนี้ พวกเขากำลังพยายามหาขนาดตัวอย่างที่เหมาะสมที่สุดและเทคนิคในห้องปฏิบัติการสำหรับการอ่านตัวอย่าง
วิธีการแบบเดิม ซึ่งรวมถึงกล้องลากอวนและเหยื่อล่อ สามารถนำเสนอภาพรวมของโลกใต้ทะเลลึกที่ซับซ้อนเท่านั้น เอลิซาเบธ อัลลัน นักวิจัยหลังปริญญาเอกที่สถาบันวูดส์โฮลโอเชียนิก ซึ่งทำงานใน โครงการเขตพลบค่ำของมหาสมุทรของสถาบันกล่าว และพวกมันมีข้อจำกัดที่สำคัญ: พวกมันสามารถจับสิ่งมีชีวิตที่มีอยู่ในขณะที่เก็บตัวอย่างเท่านั้น อย่างไรก็ตาม ดีเอ็นเอของสิ่งมีชีวิตยังคงอยู่ในส่วนลึกที่เย็นและมืดเป็นเวลานานกว่าหนึ่งวัน ซึ่งหมายความว่าตัวอย่างน้ำทะเลสามารถบอกได้มากมายว่าใครเพิ่งอยู่ในส่วนนั้นของมหาสมุทร
สิ่งมีชีวิตทุกชนิดหลั่ง DNA ไม่ว่าในเซลล์ของร่างกาย เช่น เซลล์ผิวหนัง หรือในสิ่งคัดหลั่ง เช่น ปัสสาวะและอุจจาระ ด้วยการถือกำเนิดของเทคโนโลยีใหม่ในการอ่านข้อมูลทางพันธุกรรม นักวิทยาศาสตร์ได้เริ่มดู DNA ของโรงเก็บเพื่อค้นหาสัญญาณว่าสัตว์ชนิดใดอาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่กำหนดและมีกี่ตัว ในหลายกรณี เช่นเดียวกับในมหาสมุทร วิธีการนี้อาจมีราคาไม่แพงและซับซ้อนกว่าวิธีการสำรวจประชากรแบบดั้งเดิมและครอบคลุมมากกว่า
DNA ของสิ่งแวดล้อมได้ถูกนำมาใช้เพื่อดูระดับ
อื่นๆ ของมหาสมุทรแล้ว “มันเป็นเพียงตัวเปลี่ยนเกมอย่างแท้จริงสำหรับวิทยาศาสตร์มหาสมุทร” มาร์ค สโตคเคิล นักวิจัยอาวุโสของโครงการสิ่งแวดล้อมมนุษย์ของมหาวิทยาลัยร็อคกี้เฟลเลอร์ ซึ่งศึกษาเกี่ยวกับบาร์โค้ดของดีเอ็นเอและดีเอ็นเอของสิ่งแวดล้อมกล่าว
เอกสารนี้ “เป็นเอกสารเริ่มต้นที่สมบูรณ์แบบสำหรับการเติมช่องว่างเกี่ยวกับสิ่งที่เราไม่รู้จริงๆ” เกี่ยวกับวิธีการทำเมตาบาร์โค๊ดของ eDNA ในมหาสมุทรลึก Allan กล่าว ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่าวิธีการ eDNA อาจเหมาะสมสำหรับการศึกษามหาสมุทรลึก
แต่ไม่มีวิธีใดที่จะบอกเราได้ทุกอย่าง ในบทความนี้ นักวิจัยได้หารือถึงความเป็นไปได้ในการเก็บตัวอย่างเพื่อใช้ eDNA ในขณะเดียวกันก็ใช้วิธีต่างๆ เช่น hydroacoustics ซึ่งตรวจจับสิ่งมีชีวิตใต้น้ำที่อยู่ลึกลงไป เพื่อบอกพวกเขาว่าควรเก็บตัวอย่างที่ไหน Allan กล่าวว่า eDNA มีศักยภาพมากขึ้นหากใช้ควบคู่กับวิธีการอื่นๆ เช่นนี้
“นี่เป็นการแสดงความสามารถของเทคโนโลยีและเพิ่มประสิทธิภาพ” Hajibabaei กล่าว ทีมงานของเขาจะยังคงทำงานเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับมหาสมุทรลึกโดยใช้แนวทางเหล่านี้ และเขากล่าวว่าเอกสารในอนาคตจะจัดการกับชนิดของสปีชีส์ที่ตรวจพบ ยังมีอีกโลกหนึ่งรอการสำรวจ เช่นเดียวกับดวงจันทร์
ครั้งเดียวที่พวกเขาไม่เคยแบ่งปันโพรงคือช่วงที่ทำรัง
ตัวเมียมีหน้าที่ทั้งหมดในการผลิตและฟักไข่ในขณะที่ตัวผู้ล่าเพื่อเธอและลูกหลานของเขา เขานอนอยู่ในโพรงอื่นในช่วงระยะเวลาหนึ่ง บาคาร่า / เต็นท์หลังคารถ
