Как и шахтеры и золотоискатели до них, эти старатели ищут спрятанные сокровища, разбросанные по всему миру природы. Но их драгоценности - это не блестящие камни и драгоценные руды - сегодняшние биоразведчики добывают из организмов молекулы, которые могут бороться с болезнями, защищать окружающую среду или даже делать лучший стиральный порошок.
На 99-м Общем собрании Американского общества микробиологии (ASM), которое пройдет с 30 мая по 3 июня в Чикаго, микробиолог из Национальной инженерно-экологической лаборатории штата Айдахо при Министерстве энергетики США будет сопредседателем симпозиума по биоразведке. Рик Колвелл из INEEL и его коллега Анна-Луиза Рейзенбах, микробиолог из Портлендского государственного университета, собрали группу экспертов, которые расскажут о микробном разнообразии, поиске новых натуральных продуктов и тесной связи между сохранением природных ресурсов и биоразведкой.
Биоизыскатели исследуют организмы в поисках встречающихся в природе молекул, которые могут улучшить жизнь человека. «Некоторые ранние лекарства были случайными открытиями какого-то феномена в лаборатории, которые по счастливой случайности оказались ценными», - сказал Колвелл. «Но биоразведка подталкивает ученых к интенсивным поискам химических продуктов, которые было бы малозаметно или трудно обнаружить».
Биоразведчики обращаются к природе, чтобы получить преимущество в разработке полезных продуктов. «Мир природы провел много времени, экспериментируя с химией», - сказал Колвелл. «Мы можем спросить, какие хорошие химические процессы уже были сделаны в природных системах и как нам их найти? Биоразведка предлагает направленный научный подход к оценке новых продуктов, таких как антибиотики, противораковые и противопаразитарные препараты."
Ввиду того, что интерес к биоразведке растет наряду с всемирным интересом к сохранению видов, Колвелл вызвался собрать докладчиков для обсуждения этой темы на собрании ASM. Группа из шести спикеров, от морского биолога из Сан-Диего до микробиолога из Коста-Рики, обсудит использование разнообразия видов для разработки лекарств, химических веществ и инструментов для фундаментальных исследований.
Для некоторых биоразведка возникла из-за интереса к сохранению. Коста-Рика - центральноамериканская страна, на долю которой приходится примерно 4 процента мирового биоразнообразия, хотя она занимает всего 0,001 процента земной суши. У них также есть одна из самых обширных программ по сохранению земель - система национальных парков Коста-Рики составляет 25 процентов территории страны. В 1989 году в Коста-Рике был создан Национальный институт биоразнообразия (INBio), чтобы способствовать сохранению биоразнообразия и научиться использовать его биоразнообразие для улучшения качества жизни человека.
На симпозиуме Ана Ситтенфельд, глава отдела биоразведки INBio, обсудит политические и научные вопросы, которыми INBio занималась на протяжении многих лет. Сохранение природы в Коста-Рике ведет к переходу экономики от выращивания нескольких культур к расширению использования их природных биологических ресурсов. «У них экономика, основанная на урожае, - сказал Колвелл, - но они хотят, чтобы экономика была связана с природным разнообразием, присущим этому региону и теперь сохраняемым там».
Биоразведка также поддерживает сохранение культурного разнообразия, сказал Колвелл, потому что коренные народы показывают, какие ресурсы полезны. «Биоразведка должна включать местные культуры», - сказал он. «У них есть понимание того, как использовать натуральные продукты».
Биоразнообразие существует как в макромире, который мы видим, так и в микробном мире. Докладчики расскажут о биоразведке для обоих миров. Эксперт по всемирному разнообразию Томас Лавджой из Смитсоновского института расскажет о том, что разнообразие видов является нереализованным богатством наций, и о важности сохранения видов, чтобы воспользоваться этим богатством.
В микробном мире ученые понимают, сколько еще неизвестных видов. Понимание генетического разнообразия в микробном мире - это первый шаг к извлечению из него полезных продуктов, и микробиолог из Вашингтонского университета Джеймс Стейли обсудит генетическое разнообразие бактерий и сравнит его с генетическим разнообразием видов растений и животных.
Потенциально важным неиспользованным источником для биоразведки являются морские микроорганизмы. Уильям Феникал из Океанографического института Скриппса в Сан-Диего, Калифорния, обсудит разработку новых лекарств из обитающих в океане бактерий и грибков для лечения заболеваний и воспалений. Он также представит доказательства в поддержку идеи о том, что глубокие океаны мира станут важным ресурсом для открытия наркотиков.
Биотехнологические компании также участвуют в биоразведке, чтобы найти новые молекулы для медицинских применений или в качестве инструментов для фундаментальных исследований. Организаторы пригласили молекулярного биолога Дорис Хафенбрадл из Diversa Corporation в Сан-Диего, Калифорния. Diversa стремится получить доступ к микробному разнообразию в процессе разработки лекарств и химических веществ. Компания регулярно исследует микробы из экстремальных сред, собранных со всего мира, включая США, Исландию, Германию и Коста-Рику.
И последний вопрос, который будет обсуждаться на симпозиуме, - как отслеживать и прогнозировать биоразнообразие в различных экосистемах. Микробиолог INEEL Дафна Стоунер расскажет о разработке прототипа доступной через Интернет базы данных для каталогизации и картирования микроорганизмов, обнаруженных в экстремальных условиях. Такая система управления базами данных может использоваться для управления и защиты природных ресурсов различных экосистем, включая подповерхностные слои или океаны.