2019-04-10 16:28:01
少量的DNA揭示了保护线索

解开谜团的关键是找到正确的线索。旨在保护濒危物种的野生动物侦探长期以来几乎不可能从稀有和难以捉摸的动物身上采集DNA样本。现在,斯坦福大学的研究人员和印度塔塔基础研究所的国家生物科学中心开发出一种方法,可以从粪便,皮肤或唾液等退化和遗留物质以及食品中快速,廉价地提取遗传线索。怀疑含有濒危动物。

研究人员表示,他们在4月10日的“生态学与进化方法”中概述了他们的概念证据,可以彻底改变世界范围内的保护方法和政策。

“这是CSI与保护生物学的结合,”共同作者,米歇尔和凯文道格拉斯人文科学学院教授德米特里彼得罗夫说。

根据国际自然保护联盟的最佳估计,灭绝的幽灵占所有动物物种的四分之一以上,该联盟保留了一系列受威胁和灭绝的物种。环保主义者已经记录了地球每个地区动物种群的极度下降。

来自DNA的线索

帮助物种恢复往往取决于收集DNA样本,这可以揭示从近亲繁殖和人口历史到自然选择和大规模威胁(如栖息地破坏和非法野生动物贸易)等细节的有价值信息。然而,目前的方法倾向于需要相对大量的DNA,或者用于提取材料的昂贵且通常是低效的策略。从低浓度,经常降解和污染的DNA样品中快速获取有意义的信息需要昂贵且专业的设备。

一个解决方案可能在于斯坦福大学保护基因组学计划,包括Petrov实验室和合着者Elizabeth Hadly和Stephen Palumbi,以及印度国家生物科学中心,包括合着者Uma Ramakrishnan的实验室。生态学家和斯坦福大学前富布赖特教师。

“我一直在研究老虎保护遗传学十多年,但对生成遗传数据的过程有多缓慢和不可靠感到沮丧,”Ramakrishnan说。 “保护需要快速回答,而我们的研究并没有足够快地提供它们。”

研究人员研究了印度濒临灭绝的野生老虎和过度捕捞的加勒比海女王海螺,检查了老虎粪便,在被杀死的猎物上发现的头发和唾液,以及在美国餐馆购买的油炸海螺油条。对于常规遗传分析,所有样品都太不纯,混合或降解。

“我们的目标是寻找具有强烈保护需求的极其不同的物种,并展示如何普遍使用这种方法,”简和马歇尔斯蒂尔海洋生物学教授Palumbi说。 “森林之王 - 加勒比海的女王 - 海螺 - 是理想的目标。”

廉价而有效

总之,该团队使用一种测序方法即兴创新方法,该方法可扩增和读取每个样品中具有独特差异的小部分DNA。通过在同一试管中的多段DNA同时进行此操作,研究人员将所需的DNA总量保持在最低水平。对老虎和海螺DNA特异的程序允许使用被其他物种的细菌或DNA污染的样本。

该技术在鉴定和比较遗传特征方面证明非常有效。例如,该方法使用相当于典型血液样品中DNA量的约十万分之一的虎DNA。该方法在海螺中的失败率较高,因为研究人员没有全基因组可供使用。

根据研究人员的说法,该方法的有效性,速度和可负担性 - 实施成本可低至每个样本5美元 - 代表了野生动物监测和法医学,现场准备测试以及科学在决策和野生动物贸易中的应用的重要进展。

“它很容易实现,因此可以在可以使用或多或少基本设备的实验室中完成,”印度国家生物科学中心和萨斯特拉大学的共同作者Meghana Natesh说。 “如果遵循标准程序,生成的数据应该易于在实验室之间共享和比较。因此,监控各州甚至国家的人口应该更容易。”

科学家们已经可以免费获得他们的方法。

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