Редкие и вымершие животные хранятся в банках со спиртом в коллекциях музеев естествознания по всему миру, что дает богатую информацию об изменяющемся биоразнообразии планеты. Эти сохранившиеся образцы змей, ящериц, лягушек, рыб и других животных могут храниться до 500 лет при обработке химическим веществом, называемым формалином. Хотя формалин помогает сохранить образец, делая его жестким и долговечным, он создает проблемы при извлечении и секвенировании ДНК. Кроме того, ДНК со временем деградирует и распадается на небольшие фрагменты. Эту фрагментированную ДНК трудно амплифицировать в длинные информативные участки ДНК, которые можно использовать для изучения эволюционных взаимоотношений между видами при использовании более старой технологии секвенирования ДНК. Поэтому ученым до сих пор не удавалось эффективно секвенировать ДНК этих образцов.
Куратор Музея естественных наук ЛГУ и профессор Кристофер Остин и его соавтор доцент Рутгерс-Ньюарк Сара Руан разработали протокол и протестировали метод секвенирования ДНК тысяч генов этих неподатливых змей. Их исследование было опубликовано сегодня в международном научном журнале Molecular Ecology Resources.
Музеи естественной истории являются хранилищами вымерших видов. К сожалению, натуралисты в 1800-х годах не собирали образцы для анализов, которые мы проводим сегодня, таких как секвенирование ДНК. Теперь с этими новыми методами мы можем получить ДНК из этих очень старых Образцы и секвенирование вымерших видов, таких как белоклювый дятел, тасманийский волк и птица додо», - сказал Остин.
Он и Руан нашли и протестировали подход, который включает в себя взятие небольшого кусочка ткани печени из образца змеи, нагревание его в течение более длительного периода времени и применение фермента, который переваривает образец ткани и позволяет ДНК быть извлечены. Их минимально инвазивный протокол сохраняет образец, поэтому в будущем из него можно будет получить дополнительную информацию. Сюда также входит применение новейших технологий для химического секвенирования ДНК образцов.
«Геном - это сложная головоломка, разбитая на сотни миллионов маленьких кусочков. Мы можем упорядочить эти кусочки и с помощью вычислений собрать их вместе», - сказал Остин.
Они извлекли и секвенировали ДНК 13 исторических или редких экземпляров змей со всего мира, многие из которых никогда не анализировались современными генетическими методами. Некоторым экземплярам более 100 лет. Они также объединили эти данные с современными образцами, чтобы создать генеалогическое генеалогическое древо или филогению, которое отображает эволюционные отношения различных видов змей. Результатом этой работы стали тысячи генетических маркеров для образцов змей, собранных еще в начале 1900-х годов.
В этой работе интересно то, что она делает виды, которые были фактически потеряны для науки из-за истребления, редкости или общей секретности, что относится ко многим животным, а не только к змеям, доступными для научных исследований в современный век геномики», - сказал Руан.
"Мы также считаем, что это исследование принесет пользу ученым, работающим с редкими животными, которых либо трудно собрать, либо вымерли, но они представлены в исторических коллекциях, сохранившихся в жидкости. Это также подчеркивает непреходящую важность музейных коллекций в современной науке", - сказал Остин.