Da Korallen absterben, beobachten Wissenschaftler auf Anzeichen von Evolution

Behind the Scenes Artikel wurde LiveScience in Zusammenarbeit mit der National Science Foundation zur Verfügung gestellt.

Unsere Ozeane werden immer wärmer und saurer jedes Jahr; Infolgedessen sind Korallenriffe stark rückläufig. Biologe Mikhail Matz überwacht diesen Prozess auf genomischer Ebene, im Vorgriff auf evolutionäre Entwicklungen, die bessere Nachrichten signalisieren kann.

"Korallen haben ein bedeutendes Potenzial zu entwickeln, und dies ist die höchste Zeit für sie zu tun," sagte Matz, Assistant Professor für integrative Biologie an der University of Texas at Austin und Experte für Korallen DNA. "Ich möchte ihnen sehr sehen, genau wie es geschieht, zu sehen, wie Evolution funktioniert."

Vor ein paar Jahren Studium eines Organismus wie Korallen durch seine Gene wegen der Kosten und der Zeitaufwand wäre unmöglich gewesen. Jetzt, mit dem Aufkommen der nächsten Generation Gen-Sequenzierung Geräte bewegen sich Wissenschaftler über Mäuse, fliegt und Würmer – die traditionelle Plattformen für DNA-Forschung – das Erbgut von einer viel größeren Anzahl von Organismen zu studieren.

Im Jahr 2009 sequenziert Matz und sein Team das ganze Transkriptom (die Menge aller RNA-Moleküle, reflektieren die Gene bei der Arbeit zu einem bestimmten Zeitpunkt) einer gemeinsamen Pacific Koralle für einen Bruchteil der Kosten der bisherigen Bemühungen. Matz Zwecken dient das Transkriptom eine bessere Ressource als das Genom, bietet eine kurze Zusammenfassung der Informationen für das Studium der Evolution. Matz Studie war eines der ersten erfolgreichen Full-Transkriptom-Sequenzen für eine neuartige Modellorganismus.

Ein Organismus Transkriptom Sequenzierung ist jedoch nur der Anfang. Der nächste Schritt ist die genetischen Daten um Verbindungen zwischen Genen und Eigenschaften zu interpretieren.

"Wie funktioniert die Genom-Laufwerk Variation der Genfunktion und wie führt sie zu physiologischen Veränderungen und schließlich Anpassung an die sich verändernden Umwelt?" " Matz gefragt. "Wir wollen diese Verbindungen zu knüpfen."

Matz ist einer der ersten Forscher, Next-Generation-Sequenzer verwenden, um Entwicklung zu untersuchen. Dabei entwickelt er einen Workflow, mit denen der biologischen Allgemeinheit, Next-Generation Sequenzierung effektiv zu verwenden.

"Stellen Sie sich jemanden mit einer Entwicklung oder Biomedizin-bezogene Frage, die über einige obskure marine Wurm als Modell am besten angesprochen werden kann," erklärte Matz. "Wir wollen zeigen, wie es geht-im Grunde, wie Sie Ihre Lieblings-Wurm auf den Zustand des ausgewachsenen genomische Modell in einer Angelegenheit von Monaten zu erhöhen."

Vielleicht paradoxerweise ist eines der größten Probleme für Biologen, dass nächsten Generation Sequenzer zu viel Daten produzieren. Es nimmt die Texas Advanced Computing Center Ranger Supercomputer, der mit seiner massiven Größe und Geschwindigkeit, um vollen Sinn.

Matz stützt sich auf Försters macht zu experimentieren mit verschiedenen Ansätzen, wählen optimale Verfahren und schließlich bringen die Analyse innerhalb der Reichweite von standard-Desktop-Computern.

Zur gleichen Zeit weiterhin Matz die Korallen Ergebnisse analysieren warten die genomische verräterischen Anzeichen der Evolution.

"Die alten Korallen sterben, ja, aber das ist ein Teil der sich entwickelnden. Dies ist schreckliche Nachricht möglicherweise, oder dies kann gute Nachrichten, je nachdem, wie die nächste Generation von Korallen herausstellt,"Matz sagte. "Sobald wir wissen, wie Korallen entwickeln, können wir möglicherweise helfen ihnen dabei, oder zumindest stehen in Evolution Weg zu vermeiden."

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Anmerkung der Redaktion: Diese Forschung wurde unterstützt durch die National Science Foundation (NSF), die Bundesagentur für angeklagt Finanzierung von Grundlagenforschung und Ausbildung in allen Bereichen der Wissenschaft und Technik. Meinungen, Erkenntnisse und Schlussfolgerungen oder Empfehlungen ausgedrückt in diesem Material sind die des Autors und spiegeln nicht unbedingt die Ansichten von der National Science Foundation. Sehen den Blick hinter die Kulissen-Archiv.