Vývoj nových genetických nástrojov na hodnotenie stavu bioty vodných ekosystémov Európy

21. jan. 2018 • Biologické vedy

Vývoj nových genetických nástrojov na hodnotenie stavu bioty vodných ekosystémov Európy

Vytvoriť sieť odborníkov a tímov z viacerých vedných disciplín s úlohou identifikovať najvhodnejšie, štandardne využiteľné genetické nástroje a eko-genetické indexy pre rutinné využitie v hodnotení stavu biodiverzity európskych vôd je cieľom projektu COST CA 15219 Vývoj nových genetických nástrojov na hodnotenie stavu bioty vodných ekosystémov Európy (Developing new genetic tools for bioassessment of aquatic ecosystems in Europe). Doba realizácie je október 2016 – október 2020, pričom na projekte sa spolupodieľa 38 krajín z Európy a okolitých štátov – [viď. úvodná fotografia] a 5 partnerských krajín (USA, Kanada, Irán, Nový Zéland, Uruguay).

Slovensko má zastúpenie v podobe Centra biológie rastlín a biodiverzity SAV (CBRB SAV), riešiteľmi projektu sú RNDr. Fedor Čiampor, PhD. a RNDr. Zuzana Čiamporová-Zaťovičová, PhD.Projekt DNAqua-Net poskytuje tiež platformu pre školenie novej generácie európskych vedeckých pracovníkov vo využívaní nových technológií. Úlohou tejto COST akcie je v spolupráci s aplikovanou sférou v oblasti vodného hospodárstva, politikov a ďalších partnerov vytvoriť funkčný rámec pre aplikáciu eko-genetických techník v hodnotení biologického stavu ekosystémov.

Ako vysvetlil RNDr. Fedor Čiampor, PhD., v októbri 2016 začala implementácia medzinárodného projektu financovaného v rámci európskeho programu COST. V súčasnosti združuje projektové konzorcium vyše 300 odborníkov z výskumnej, aplikačnej aj decíznej sféry. „Iniciatíva síce nemá charakter výskumného projektu, je však zameraná na vytváranie siete expertov („networking“) a hľadanie možností využitia inovatívnych molekulárnych postupov v monitoringu ekologického stavu vôd v Európe.“

Čiastkovými cieľmi projektu podľa neho sú:

  1. vytvorenie platformy pre vzájomnú spoluprácu a komunikáciu, hľadanie efektívnych metód, porovnávanie molekulárnych postupov;
  2. spracovanie európskej referenčnej databázy DNA barkódov;
  3. spájanie klasických a moderných prístupov (hlavne v súvislosti s doterajšími a novo testovanými prístupmi hodnotenia v rámci vodnej direktívy);
  4. diseminácia výstupov;
  5. riešenie problematiky spracovania veľkých objemov molekulárnych dát;
  6. prispievanie k ekonomickému rastu – vytváranie možností pre nové start-up spoločnosti zamerané na eko-genomické analýzy.

„Dôležitým cieľom COST iniciatívy je podporovať a iniciovať lokálne barkódingové aktivity s cieľom skvalitňovania národných referenčných databáz a vypĺňania prázdnych miest v pokrytí vodnej bioty Európy DNA barkódmi. Pracovníci CBRB SAV preto podali v tomto roku projekt APVV, zameraný na výskum a aplikáciu inovatívnych riešení a využitia DNA barkódingu v oblasti ekológie, environmentálnych problémov a dôsledkov klimatických zmien. Jeho hlavným cieľom je vybudovanie referenčnej databázy DNA barkódov pre vodnú faunu Slovenska a testovanie použitia metabarkódingu a environmentálnej DNA pre hodnotenie stavu biodiverzity vodných útvarov na našom území v súvislosti s implementáciou RSV,“ vysvetlil vedec.

Ďalej priblížil problematiku týkajúcu sa projektu. Vodné zdroje sú podľa neho v posledných rokoch pod neustálym a narastajúcim tlakom, v mnohých krajinách už dnes začína byť ich nedostatok vážny problém. Ich zachovanie pre ďalšie generácie je preto jednou z najväčších priorít nielen u nás, ale v podstate na celom svete. V roku 2000 prijal Európsky parlament Rámcovú smernicu o vode (RSV) 2000/60/ES, kde sa okrem samotnej ochrany zdrojov vody kladie dôraz na ich trvalo udržateľné využívanie, zachovanie hydroekologických potrieb krajiny a zachovanie prírodných funkcií vodných ekosystémov. Pre dosiahnutie týchto cieľov je však nevyhnutné kvalitné monitorovanie aktuálneho stavu.

„V monitoringu stavu biologickej diverzity vodných útvarov sa dnes využíva odober vzoriek vybraných prvkov bioty, ich determinácia pomocou morfologických znakov a následné vyhodnotenie. Determinácia je značne zdĺhavá a finančne náročná a aj napriek vysoko špecializovanej identifikácii skúsenými odborníkmi sú pri niektorých taxonomických skupinách časté chyby, čo v konečnom dôsledku skresľuje až znehodnocuje výsledky analýz. Bežne používané odberové metódy môžu tiež spôsobovať v spoločenstvách organizmov nežiaduce až nezvratné zmeny, čo limituje ich aplikáciu v citlivých či ohrozených biotopoch,“ uviedol RNDr. Fedor Čiampor, PhD.

Inovatívne spôsoby ako je DNA barkóding, metabarkóding a environmentálna DNA môžu už v blízkej budúcnosti konvenčné metódy dopĺňať a zvyšovať hodnotu získavaných dát.

„Podobne ako pri genetických odtlačkoch prstov môže byť pomocou DNA určený každý jeden druh. Technika sa nazýva DNA barkóding, pri ktorom je DNA izolovaná z buniek a následne je časť genómu amplifikovaná polymerázovou reťazovou reakciou (PCR) a ´čítaná´ pomocou sekvenovania. Získaná sekvencia nukleotidov sa porovnáva s databázou a následne je určená do najnižšej možnej taxonomickej úrovne (napr. druh, rod, čeľaď),“ pripomenul RNDr. Fedor Čiampor, PhD.

Okrem samotnej determinácie druhov je podľa neho možné DNA barkóding využiť na sledovanie šírenia nepôvodných a inváznych druhov, ale tiež napríklad identifikovať pôvod potravín (kontrola zloženia deklarovaného výrobcom pomocou izolácie a analýzy DNA priamo z predávaných produktov). „Z DNA získanej z environmentálnych vzoriek, v ktorých sa tiež nachádza DNA, uvoľnená z tiel živočíchov (voda, pôda, vzduch) je tiež možné detegovať výskyt napr. zriedkavých, vzácnych či chránených druhov, a to aj bez ich fyzického odchytenia. V neposlednom rade, DNA barkóding má určite potenciál prinášať aj ekonomický efekt. Aj preto viaceré krajiny investujú do molekulárnej identifikácie biologickej diverzity milióny eur. Na Slovensku je bohužiaľ podpora týchto aktivít zatiaľ minimálna, no my sa snažíme našim výskumom a tiež zapájaním sa do medzinárodných aktivít túto situáciu zlepšiť.“

 

Odborný garant textu: RNDr. Fedor Čiampor, PhD., Centrum biológie rastlín a biodiverzity SAV, zodpovedný riešiteľ projektu COST CA 15219 Vývoj nových genetických nástrojov na hodnotenie stavu bioty vodných ekosystémov Európy (f.ciampor@savba.sk)

Viac informácií (projekt COST)

DNAqua-Net

Spracovala: Slávka Cigáňová (Habrmanová)

Uverejnila: VČ

 

Hore
Noc výskumníkov 2019
kúpa časopisov jún 2016
Atmosféra počas TVT 2018
Publikácie Veda v CENTRE
Aurelium - centrum vedy
Vedec roka 2018
QUARK
Prechod VK na VND - leto
fotografická súťaž TVT 2019
TVT 2018 články
TAG Mládež
TAG QUARK
TAG Ženy vo vede
TAG Spektrum vedy
TAG Slovenská veda
TAG História
TAG Rozhovor
TAG Publikácia
TAG Zaujímavosti vo vede
TAG Centrum vedy
banner záhrady
Zaujímavosti vo vede
Voda obkolesujúca jadrový reaktor žiari na modro.
Zistite viac