U tijeku je golemi Earth BioGenome Project (EBP), koji su znanstvenici diljem svijeta pokrenuli prije šest godina kako bi sekvencirali genome oko 1,67 milijuna biljaka, životinja, gljiva… radi zaštite i učinkovita korištenja okoliša. Izvedba projekta trajat će deset godina i, prema prvim procjenama, stajati 4,7 milijardi dolara. Znanstvenici tvrde da će posjedovanje toliko cjelovitih DNK sekvenci razjasniti evoluciju života, pomoći u očuvanju bioraznolikosti, poboljšati poljoprivredu i pozitivno utjecati na ljudsko zdravlje. Iako realizacija EBP-a kasni, ponajprije zbog nedostatka novca, ugledni časopis Science objavio je da su znanstvenici diljem svijeta dosad sekvencirali 3000 genoma, a prema cilju iz prve faze projekta do 2026. trebali bi dosegnuti 10.000 genoma.
– Udvostručili smo broj genoma zahvaljujući naporima u protekle dvije godine – izjavio je Harris Lewin, organizator projekta i genetičar na Sveučilištu Arizona State, u sklopu kojega djeluje Tajništvo EBP-a.
Genomi najviše kvalitete
Voditelji projekta nadaju se da će uspjeti sekvencirati 1,67 milijuna vrsta do 2032. te da će to stajati čak nekoliko stotina milijuna jeftinije nego što je bilo predviđeno, a sve zahvaljujući većim i bržim mogućnostima sekvenciranja DNK-a koje su omogućili alati novih tehnologija. Očekuje se da će prva faza EBP-a stajati 265 milijuna dolara, manje od polovice početne procjene, a u EBP-u tvrde da imaju dovoljno novca za pokrivanje troškova te faze istraživanja zahvaljujući sredstvima iz Francuske, programa Europske unije Horizon 2020, dobrotvorne organizacije Wellcome iz Ujedinjenoga Kraljevstva, nekih drugih zemalja, od filantropa te nekih kompanija koje su uložile 25 milijuna dolara za sekvenciranje vrsta u Brazilu. O novcu ovisi hoće li svi genomi u Earth BioGenomeu biti gotovi do 2032., umjesto do 2028. kao što je planirano, jer ga treba prikupiti i za drugu i treću fazu projekta. U početku istraživanja veći dio EBP-a odvijao se u velikim svjetskim centrima za sekvenciranje genoma poput BGI-ja u Kini i u Institutu Wellcome Sanger u Ujedinjenom Kraljevstvu, koji je upravo objavio svoj 2000. genom – slatkovodne biljke Myriophyllum alterniflorum podrijetlom iz Europe i Azije, koja je invazivna u Sjevernoj Americi, gdje ometa vodene tokove.
U projekt su uključeni znanstvenici iz 28 zemalja sa šest kontinenata, mnogi od njih rade veći dio sekvenciranja unutar svojih granica, no EBP ima 58 podružnica po svijetu, od kojih neke sekvenciraju određene taksonomske skupine, druge se fokusiraju na lokalne i regionalne vrste, a nekoliko ih odabire vrste radi očuvanja ili poljoprivrednih potreba. Svaka podružnica ima vlastita sredstva i vlastiti popis vrsta oslanjajući se na EBP za postavljanje standarda kvalitete genoma, razvoj protokola sekvenciranja i izbjegavanje dupliciranja.
– Sada imamo zajednički forum na kojem zajedno učimo o tome kako proizvesti genome najviše kvalitete – izjavio je Alexandre Aleixo, evolucijski biolog na Tehnološkom institutu Vale u Brazilu, gdje je jedna od podružnica EBP-a.
Tjedna proizvodnja
Znanstvenici očekuju da će za 150.000 genoma čije je sekvenciranje planirano u drugoj fazi EBP-a proizvesti vrlo detaljne referentne genome umjesto nacrta od 180.000 kako je izvorno zamišljeno.
– Sekvenceri povezani s EBP-om proizvode oko 20 temeljitih eukariota genoma na tjedan. No proizvodnja treba doseći 67 takvih genoma na tjedan kako bi se 2026. ispunio cilj prve faze projekta te 721 genom na tjedan kako bi se dosegnuo rok druge faze 2030. – izjavio je Lewin.
Zbog toga je glavni cilj projekta razviti stručnost u genomici i sposobnosti sekvenciranja na više mjesta. Uspostavljena su i dva odbora za rješavanje etičkih i pravnih pitanja, pitanja raznolikosti i uključenosti te pomoć u radu prema pravednoj distribuciji podataka, tehnologije i stručnosti u cijelom svijetu, a ne samo u bogatim zemljama. No neuroznanstvenica Sadye Páez sa Sveučilišta Rockefeller, supredsjedateljica Odbora za pravdu, jednakost, raznolikost i uključivanje, poručila je da se mora učiniti više.
– Postoji želja za komunikacijom, izgradnjom i razvojem kapaciteta, ali razlike unutar zapadnoga znanstvenog sustava i struktura sprječavaju napredak na mnogim područjima – izjavila je Páez.
Prijenosni laboratoriji
Kako bi pomogao ispraviti neke razlike, Wellcome Sanger razvio je prototip prijenosnog laboratorija za sekvenciranje DNK-a, devetmetarski transportni kontejner koji će omogućiti napredno sekvenciranje u zemljama koje ga nemaju.
– Sada tražimo financijere koji bi podržali ideju – izjavio je Mark Blaxter, evolucijski biolog Welcome Sangera, napominjući da bi instaliranje svakoga pokretnog laboratorija koji bi radio tri godine stajalo oko 5,5 milijuna dolara. Očekuje da će projekti diljem svijeta zahtijevati najmanje 30 tih laboratorija, a sekvencira li svaki od njih 1000 do 3000 genoma na godišnjoj razini bit će ispunjen cilj druge faze projekta. Neki od tih pokretnih laboratorija završit će u Africi, u kojoj je nedavno uspostavljen African BioGenome Project i gdje su u Maroku, Nigeriji, Južnoafričkoj Republici i Keniji već postavljena četiri kontejnera za sekvenciranje genoma, a u planu je njihovo postavljanje u još nekim državama na tom kontinentu. Iako nedostaju namjenska sredstva sekvenciranja genoma u cijeloj Africi, projektu su potporu zasad pružile 43 institucije, pet kompanija i devet genomskih projekata. Populacijska genetičarka Anne Muigai sa Sveučilišta nacionalne obrane u Keniji (NDU-K) izjavila je da je to i izazov za afričke znanstvenike da promijene način razmišljanja jer dosad su uzorke slali u inozemstvo na sekvenciranje. Usredotočujući se na afričke vrste od gospodarske važnosti ili one kojima je potrebno očuvanje, projekt je već sekvencirao 20 genoma, uključujući onaj suncokreta s ljekovitim svojstvima, zulu ovce i drveća šumskog voća, poput bijele zvjezdaste jabuke. Cilj je sekvencirati 100.000 genoma u Africi tijekom deset godina.
– Afrički napor napravio je neke od najimpresivnijih napredaka u obuci ljudi za rad u genomici bioraznolikosti, podršci njihovim projektima i stvaranju zajednice znanstvenika – izjavio je Nathaniel Jue, genomičar s Monterey Baya, kalifornijskoga državnog sveučilišta.
Sekvenciranje u srednjim školama
Znanstvenici u mnogim zemljama svijeta ozbiljno su pristupili provedbi EBP-a. Primjerice, u Čileu je, prema riječima profesora Miguela Allendea, direktora Centra za regulaciju genoma na Sveučilištu Chile, u sklopu projekta 1000 genoma, koji mora spojiti resurse iz više centara usredotočenih na oceane, bioinformatiku i genomiku, javnim glasovanjem odabrana prva vrsta koja će biti sekvencirana, a čileanski su znanstvenici organizirali laboratorije za sekvenciranje genoma i u srednjim školama. No dok suradnja većine umreženih podružnica EBP-a diljem svijeta teče bez teškoća, ona između SAD-a i Kine nije idilična, između ostaloga jer kineske baze podataka genoma još nisu potpuno kompatibilne s EBP-ovom kompilacijom sekvenci i povezanih informacija. Iako kineski znanstvenik Guojie Zhang, evolucijski biolog sa Sveučilišta Zhejiang koji je pomogao osmisliti EBP, tvrdi da bi dvije države trebale koordinirano sudjelovati u projektu, istodobno tvrdi da nije nužno sekvenciranje genoma svake vrste.
– Sekvencira li se samo jedan posto planiranih genoma to može znatno pridonijeti razumijevanju bioraznolikosti i ekosustava – izjavio je Zhang.
O realizaciji EBP-a govorilo se i na UN-ovoj konferenciji o biološkoj raznolikosti (COP16) održanoj potkraj listopada ove godine u Kolumbiji, u Caliju, na kojem je sudjelovalo nešto manje od dvjesto zemalja. Sudionici su istaknuli da treba mjeriti rezultate Globalnog okvira raznolikosti Kunming-Montreal (COP15), čiji ciljevi postavljeni u sporazumu iz 2022. uključuju zaustavljanje izumiranja vrsta, zaštitu 30 posto svjetskoga kopna i mora do 2030., kao i ulaganje 200 milijardi dolara u njegovu realizaciju. Postavljena su 23 cilja prema kojima zemlje mogu mjeriti napredak, ali problem je kako će države i tvrtke to platiti. Osim toga, samo je 31 država (većina članica EU-a, Australija, Japan, Južna Koreja, Kanada i Kina) od njih 195 UN-ovu Tajništvu za bioraznolikost podnijela nacionalni plan za očuvanje bioraznolikosti. Primjerice, SAD sudjeluje na konferenciji, ali nije ratificirao Povelju o bioraznolikosti i nema obvezu podnošenja spomenutog plana. Istodobno je u Europi uspostavljeno nekoliko inicijativa za potporu istraživanju i očuvanju biološke raznolikosti: Strategija EU-a za bioraznolikosti do 2030. i Europski zeleni plan, koji drže važnom genetiku u očuvanju i obnovi ekosustava, a pokrenuti su i Europski referentni genome atlas (ERGA) i Genomsko znanje o bioraznolikosti za otporne ekosustave (G-BiKE).
Prijepori u vezi s fondovima
Unatoč naporima znanstvenika da u laboratorijima očuvaju bioraznolikost, praksa u stvarnom svijetu je drukčija. Nemilosrdno se krče šume i oduzima životni prostor životinjama, u prljavim rijekama, morima i oceanima sve manje je ribe, a klima je sve nemilosrdnija prema čovjeku, biljkama i životinjama. Unatoč tomu bogate zemlje na UN-ovoj konferenciji (COP16) u Kolumbiji nisu imale sluha za osnivanje fonda za pomoć siromašnim državama u očuvanju bioraznolikosti. Naime, još na COP15, održanom u Montrealu, dogovoreno je osnivanje fonda u koji bi se do 2030. slilo 200 milijardi dolara, a bogate su države već do 2025. siromašnima trebale dati 20 milijardi dolara svake godine za očuvanje bioraznolikosti. No ništa od toga, osnivanju fonda protivili su se Australija, Japan, Kanada, Norveška, Novi Zeland, Švicarska i Europska unija jer tvrde da već postoje izvori financiranja siromašnih država za tu namjenu. Tako da je upitno hoće li biti dovoljno novca i za sekvenciranje spomenutog broja genoma do 2032. ili će krajnji rok za njegovu realizaciju ponovno biti produljen.