Невидимые ДНК повсюду вокруг нас: зачем ученые раскрывают их секреты
Одна из палуб лайнера полностью отдана под нужды современной лаборатории, где ученые изучают экологическую ДНК (eDNA) — мельчайшие фрагменты генетического материала, которые оставляют после себя все живые организмы, находясь в воде, воздухе или почве. Эти крошечные следы позволяют исследователям отслеживать присутствие видов, включая редкие и исчезающие, а также предсказывать изменения в экосистемах.
Технология анализа eDNA существует уже несколько десятилетий, однако только в последние годы развитие методов секвенирования сделало возможным быстрое и точное изучение генетического материала. Сегодня ученые могут выделить тысячи eDNA из одного образца воды, что было немыслимо всего пару десятилетий назад. Однако объем полученных данных такой большой, что даже самые мощные суперкомпьютеры с трудом справляются с их анализом.
Выходом из этой ситуации может стать искусственный интеллект. Комбинируя ИИ с передовыми методами секвенирования, исследователи смогут мгновенно отслеживать изменения численности и видового состава организмов в любой экосистеме. Это позволит в режиме реального времени получать информацию о состоянии планеты и быстрее реагировать на возникающий экологические угрозы.
Сейчас специалисты Viking Octantis отслеживают фитопланктон — основу морских пищевых цепочек и источник половины кислорода на Земле. Изменения в составе этих крошечных морских организмов могут указывать на возникновение серьезных проблем в экосистемах, так как эти изменения оказывают влияние на всю пищевую цепочку мирового океана — от мелких рыб до крупных хищников.
Однако для того чтобы потенциал ИИ был реализован в полной мере, ученым необходимо создать масштабную базу данных о биоразнообразии, своего рода «генетический словарь» всех известных науке видов. Это колоссальная задача, которая требует не только времени и усилий ученых, но и значительных финансовых вливаний в проект. Без этой базы искусственный интеллект не сможет эффективно распознавать eDNA, особенно редких организмов или отличать генетический материал схожих видов.
Несмотря на сложности, ученые настроены оптимистично. В мире уже работает несколько подобных проектов, данные о генетическом разнообразии морских видов уже начали собирать. Планируется, что сообща ученые создадут большую базу данных, которая будет открытой, доступной для исследователей по всему миру. И если развитие технологий продолжит расти, уже в ближайшие несколько лет человечество сможет полностью изменить подход к изучению окружающей среды.
Тем временем в России выдали патент на первый отечественный геномный принтер.
