Earth Biogenome Project er verdens største biologiprosjekt. I løpet av ti år er målet å kartlegge alle kjente arter av sopp, planter og dyr, til sammen 1,5 millioner arter.
Av Hilde Mellegård i tidsskriftet GENialt
For første gang i historien har vi teknologi til å detaljkartlegge, sekvensere, arvestoffet til et stort antall arter, og til å kunne oppdage arter som vi i dag ikke kjenner til. Vi har også dataprogrammer som kan hjelpe oss med å finne ut hvilke deler av DNA-et som koder for gener, og hvilken funksjon genene kan ha. Kunnskapen vil være viktig i en verden hvor økosystemer er under press.
– Med 30 maskiner til å sekvensere DNA og 10 år å gjøre det på, så kan vi kartlegge hele arvestoffet til omtrent 1,5 millioner arter, sa Harris Lewin på World Economic Forum for noen måneder siden.
Professoren ved Universitetet i California er en av hovedpersonene bak det ambisiøse prosjektet, som har en prislapp på 38 milliarder kroner. Planter, dyr, sopp og alger skal kartlegges. Bakterier må finne seg i å bli holdt utenfor.
Vet lite om arters arvestoff
Mesteparten av verdens biodiversitet kjenner vi antakelig ikke til. Omtrent 2,3 millioner arter er kjent for oss i dag, men bare rundt 15 000 arter har fått arvestoffet sitt helt eller delvis kartlagt. De fleste av disse er bakterier. Men selv om vi bare har inngående kjennskap til en liten del av jordas biodiversitet, har dette bidratt til store fremskritt innen medisin, jordbruk og bio-industri. Og gitt oss et bedre grunnlag for å ta vare på de artene vi har.
Hvorfor kartlegge?
– Verdens biodiversitet er en global ressurs som nå er i fare, skriver forskerne bak Earth Biogenome Project (EBP) i en vitenskapelig artikkel.
I løpet av de siste 40 årene har verdens populasjoner av virveldyr blitt redusert med nesten 60 prosent, og stadig flere arter blir stemplet som utrydningstruet. Klimaendringer og ødeleggelse av dyr og planters oppholdssteder gir utfordringer for verdens biodiversitet, både for viltlevende organismer og for verdens matproduksjon.
Og hvor kommer så EBP inn? I DNA-et til alle kjente og ukjente organismer kan det skjule seg løsninger som kan hjelpe oss til å holde jordas økosystemer i balanse, mener initiativtagerne. Storsatsningen vil kunne øke vår forståelse av hvordan økosystemer fungerer, bidra til bevaring av biodiversitet og økosystemtjenester, og legge grunnlaget for nyvinninger innen helse, matproduksjon og biodrivstoff. Mange av dagens medisiner kommer fra dyr og planter, og her kan det også ligge en fremtidig gullgruve. Andre ting på prosjektmenyen er oppdagelse av nye arter. Det er antatt at vi i dag ikke kjenner til 80-90 prosent av alle alger, sopp, planter og dyr på jorda.
Kartla menneskets DNA på 13 år
Blant de relativt få artene der arvestoffet er mer eller mindre fullstendig kartlagt, er homo sapiens. The Human Genome Project var en kjempesatsing, og ble annonsert ferdig i 2003. Da var det 13 år siden det offisielt startet. Amerikanerne sto i spissen for satsingen, men norske forskere bidro også i arbeidet med å bestemme rekkefølgen på de cirka tre milliarder byggesteinene, basene, i DNA-et. Prosjektet var ikke billig, det kostet nesten tre milliarder amerikanske dollar. Men investeringen har kastet av seg. Vi vet mer om sykdomsrisiko og slektskap enn før, vi kan stille bedre diagnoser, og vi kan gi behandling som i større grad er tilpasset hvert enkelt individ. Også på andre områder enn helse og sykdom har kartleggingen av menneskets genom hatt betydning, for eksempel for oppklaring av politisaker.
Tilsvarende har også kartlegging av arvestoffet til ulike dyr, planter, insekter og mikroorganismer gitt grunnlag for bedre biologisk forståelse og ulike nyvinninger. Ett av de som ble sist kartlagt, er genomet til hvete, som ble ferdigstilt i 2018. Arbeidet tok hele 13 år, like lenge som for mennesket fordi hvetegenomet er komplekst. Hvete har hele fem ganger så mange gener som oss mennesker. Foruten bedre bakst mener forskere at den nye kunnskapen kan hjelpe oss til å lage hvetetyper som gir større utbytte, tåler ekstremvær bedre og er mer allergivennlige.
Utfordringer for Earth Biogenome Project
EBP har satt seg hårete mål, 1,5 millioner arter er mange. Er den skisserte «månelandingen» virkelig gjennomførbar?
– Gitt at finansieringen går i orden, så er det en stor sjanse for at Earth Biogenome Project lykkes, mener Kjetill Sigurd Jakobsen, professor ved Senter for økologisk og evolusjonær syntese ved Universitetet i Oslo.
– I hvert fall tror jeg de kan få til kartlegging av et enormt stort antall arter.
En slik omfattende livskatalog kommer imidlertid ikke i stand av seg selv. Den vil kreve en internasjonal kraftanstrengelse, skriver Lewin og kolleger i forskningsartikkelen. Nettverk og finansiering må på plass, i tillegg til gode systemer for deling av data, som skal være fritt tilgjengelige. Prosjektet skal også være i tråd med internasjonale avtaler om tilgang på og likeverdig fordeling av fordeler knyttet til biologiske ressurser.
—–
Fakta: Andre sekvenseringsprosjekter
Foruten EBP er det flere andre prosjekter som tar for seg storskala sekvensering. Ett eksempel er The Earth Microbiome Project. Der er målet er å lage en katalog over mangfoldet blant verdens mikroorganismer. I fjor publiserte forskere som deltar i prosjektet resultatet fra nesten 28 000 innsamlede prøver, tatt fra ulike steder på jorda, og som omfattet alt fra havdypet til dyrs tarmkanal.
Et annet prosjekt er Vertebrate Genomes Project, der arvestoffet til alle de 66 000 virveldyrene vi har i dag skal sekvenseres. Forskerne bak prosjektet har nylig sluppet data på 14 arter, deriblant to flaggermusarter, en kanadisk gaupe og en nyoppdaget skilpaddeart.
—–
Fakta: Ordforklaringer
Genom: Et genom er hele arvestoffet, DNAet, til en organisme. Genomet består både av gener (DNA som koder for proteiner) og ikke-kodende DNA. Hos hver art er genomet spesielt for den arten.
Sekvensering: Sekvensering er detaljkartlegging av arvestoffet. Sekvensering gjør at informasjonen som er i DNA-et vårt, blir gjort om til tekst som en datamaskin kan lese.
—-
Vil du vite mer? Seminar 5.11 med en av initiativtakerne bak Earth Biogenome Project, Harris Lewin:
The Earth BioGenome Project – Exploring the Dark Matter of Biology
