H2020 Plant.ID Proiektua: Landareen Identifikazio Molekularra
- Mota Proiektua
- Egoera Bete
- Exekuzioa 2018 -2021
- Esleitutako Aurrekontua 4.062.035,52 €
- Eremua Europeo
- Finantza-iturri nagusia H2020
- Proiektuaren webgunea Proyecto Plant.ID
Zientzialariei landareak eta haien produktuak identifikatzen eta ezaugarritzen laguntzeko, identifikazio molekularreko ikuspegi zehatzak eta azkarrak behar dira premiazkoa, medikuntzatik hasi eta arriskuan dauden espezieen legez kanpoko salerosketarako aplikazioetarako. Azken hamarkadan, datu genomikoen, DNAren sekuentziazioaren eta identifikazio molekularren metodoen aurrerapen ugariek tresna berri asko jarri dituzte zientzialarien esku hainbat aplikazio jorratzeko.
Marie Skododowska-Curie Ekintzak programak lagunduta, Plant.ID proiektuak biosistematista belaunaldi berri bat prestatuko du metodo hauen eta beste batzuen potentziala guztiz ustiatzeko. Taldea landareen identifikazio molekularra garatzen zentratuko da espezieen mugaketaren, metabarkodearen, geneen harrapaketa eta barra genomikoen bidez. Erakutsi proiektuaren helburua
DNAren sekuentziazio-datuek biodibertsitateari buruzko ikuspegi berriak eskaintzen dituzte hainbat eskalatan. Azaleko maila filogenetikoetan, populazio-mailako leinuak ezagutzeko gaitasuna ematen digu eta, horrela, populazio-mailako fenomenoak zein populazioen arteko aleloen migrazioa kontuan hartzen dituen eredu filogenetiko bat garatzeko.
- WP1-en, arlo honetako garapen teoriko eta esperimentalak berrikusi eta garatu eta probatu ditu ESR 1ek Arctic Silene espezieak erabiliz. Belartegiko aleek zientzialariei landare-materiala eskaintzen diete azterketa filogenetikoak egiteko. ESR3-k datu mota hau erabili zuen espezieen mugaketa eta Euphrasia genero hemiparasitoaren eredu filogenetiko sakonagoak ebaluatzeko. Beste maila batean, lur-laginetatik jasotako DNAren sekuentziazio masiboak zientzialariei aniztasun taxonomikoa identifikatzea ahalbidetzen die, fakturazio ekologikoa eta gradienteak zehaztasunez ebaluatzeko eskala espazialean eta denboran, ESR 2k lur-laginetatik jasotako landare-DNA erabiltzen lagundu zuen zerbait. DNA metabarcoding DNA duten substratuetatik biodibertsitatea ebaluatzeko garatutako ikerketa-metodo bat da. Landareak identifikatzeko oso itxaropentsua da, baina markatzaile gehiago garatu behar dira espezieak zehatz identifikatzeko.
- WP2 ESR-ek landareen aniztasun molekularra ebaluatzeko planteamendu berriak garatzen eta probatzen lan egin dute, anplikonetan oinarritutako sekuentziaziotik haratago, eta horren ordez eskopeta-sekuentziazioa, metagenomika, adimen artifiziala eta ikaskuntza automatikoa erabiltzen dituzte. Metodo hauek substratuetako landare-espezieen identifikazio zehatza eta kuantifikazio erlatiboa ahalbidetzen dute, eta substratu horiek aztertzeko, autentifikatzeko eta kontrolatzeko gaitasuna hobetzen dute, besteak beste, belar-osagarriak, elikagai-produktuak, polen-tranpak, lurzoruaren sedimentuak, ur-laginak eta egurra. Genomaren sekuentziazio-datuak metabarkodeak dira, anplifikazio-alborapena saihesten baitute eta osagaiak kuantifikatzeko aukera ematen baitu.
- WP3-k, beraz, landareak identifikatzeko planteamendu genetiko eta molekular berriak garatzea zuen helburu. Proiektu bakoitzak lehen txostenaren aldian egindako lanaren jarraipena egiten jarraitu du eta bigarren txostenaren zikloan ezarritako helburuei jarraipena eman die. Horretarako, metodo kimiko eta molekularrak garatu dira historikoki garrantzitsua den sendabelararentzat, kinka zuhaitzarentzat. Helburu pertsonalizatuak harrapatzeko beita panelak garatu ziren komertzialki baliotsua den Aloerako, eta orain arte ekoitzitako datu multzo handiena lortu zuten aloeen karbono isotopoen balioei buruz. Hornitzaileen eta lineako merkatuetako salep hauts laginen xede harrapaketa eta sekuentziazio metagenomikoa garatu dira haien osaera eta jatorria probatzeko. Osaera genetiko ezaguna duen begonia-populazio baten aurka hainbat tresna bioinformatiko probatu dira, espezie ezberdinen erradiazioen begonia aztertzeko lan-fluxuak ezartzeko. Gero eta erakunde gehiagok erabiltzen dituzte DNAn oinarritutako teknikak, kalitatea kontrolatzeko eta ebaluatzeko. Landareen identifikazioari dagokionez, gizartean azken erabiltzaileentzako egokitutako aplikazioak hastapenetan daude oraindik.
- Hori dela eta, WP4ko ESR proiektu guztiek azken erabiltzaileek interpretatzeko errazak ziren ikerketa-emaitzak aurkezteko irtenbideak garatzea zuten helburu. Hala, merkataritzan garrantzitsuak diren Afrikako egur gogorren laginak aztertu zituen ESR12k, eta horren ondorioz marka berriak sortu ziren legez negozia daitezkeenak eta daudenak bereizteko. ESR13-k bioinformatika pipelina berri bat garatu zuen sendabelarren eta elikagaien adulterazio-maila aztertzeko. ESR14k Afrikako sendabelar garrantzitsuen geografia historikoa eta leinua ulertzeko metodoak garatu zituen. ESR15-ek AI metodoak garatu zituen merkataritzako ebanoa aztertzeko eta babestutako espezieak babestu gabekoetatik identifikatzeko. Lan hau ahozko 42 eta poster aurkezpenen bidez zabaldu da, parekideen iritzitako aldizkarietako 11 artikulu eta komunitate zientifikoko 6.800 kiderengana iritsi da. Dibulgazio-esfortzuak hainbat hedapen-mota erabiliz, gainera, publiko orokorraren 470.000 kiderengana iritsi dira.
Landareek elikagaiak, animalien pentsuak, sendagaiak eta eraikuntzako materialak ematen dituzte. Baina negatiboki ere eragiten digute polenaren alergien, espezie pozoitsuen, espezie inbaditzaileen eta sendabelarren adulterante gisa. Hala ere, landareak dira gure etorkizunerako baliabide biologikorik itxaropentsuena. Egungo desagertze-arriskuek eta ezagupen taxonomikoen gainbeherak identifikatzeko ikuspegi zehatzak eta azkarrak behar dituzte biodibertsitate botanikoa ulertzeko eta hobetzeko. Datu genomikoen eta DNAren sekuentziazioaren aurrerapenek landareen sistematika iraultzen ari dira, eta identifikazio molekularreko metodo modernoek landareak zehaztasunez identifikatzea ahalbidetzen dute duela hamarkada bat besterik gabe teknikoki ezinezkoak ziren moduetan.
Duela gutxi, landare-farmazeutikoetan ordezkapena antzematea, espezie arrotz inbaditzaileak kontrolatzea, polena eta esporak bezalako zatien jarraipena egitea, arriskuan dauden espezieen legez kanpoko merkataritza deskubritzea, biodibertsitate molekularraren ebaluazio azkar eta zehatzak egitea eta museoko aleetan DNAren bidez landare aniztasun historikoa aztertzea posible izan da. Hala ere, teknika genomiko berriek eskaintzen dituzten aukera potentzialak modu eraginkorrean aprobetxatzeko, egungo gizarteak premiazkoa du taxonomian zein datu genomiko ugarien kudeaketan esperientzia duten biosistematista trebatuak. Plant.ID-ek erronka horiei aurre egin die bazkide akademikoak eta ez-akademikoak elkartuz, erakunde arautzaileak, industria, ETEak eta GKEak barne, landare molekularraren identifikazioa garatzeko planteamendu pertsonalizatuen bidez, besteak beste, espezieen mugaketa, metabarkodeketa, gene harrapaketa eta barra-kode genomikoa, interesdunei landare molekularren identifikazio sinplifikatua ahalbidetzeko.
Espezializazio taxonomiko klasikoa punta-puntako ikuspegi genomikoekin konbinatuz, Plant.ID biodibertsitatearen ikertzaile eta erakunde sare bat bildu zuen mehatxatutako landareen biodibertsitatea deskribatzeko eta ebaluatzeko oztopo larriei aurre egiteko; 15 ikertzaileko belaunaldi berri bat prestatu zuen, landareek mundu modernoan duten zeregin nagusia aprobetxatzeko berehalako garrantzia dutenak; eta etorkizuneko kolaborazioetarako sare bat eraiki zuen Plant.ID barruan eta kanpoan.
Ia 400.000 landare-espezieetatik askok elikagaiak, animalien pentsuak, sendagaiak eta eraikuntza-materialak eskaintzen dituzte. Eragin positibo horiez gain, landareek negatiboki ere eragiten digute polenaren alergien, espezie pozoitsuen, espezie inbaditzaileen eta sendabelarren adulteranteen bidez. Hala ere, landareak dira gure etorkizunerako baliabide biologikorik itxaropentsuena. Flora globalaren desagerpenaren egungo arriskuek eta taxonomiaren espezializazioaren beherakada nabarmenak identifikazio-ikuspegi azkar eta zehatzak behar dituzte biodibertsitate botanikoa ulertzeko eta ebaluatzeko. Datu genomikoen eta DNAren sekuentziazioaren aurrerapenek landareen sistematika iraultzen ari dira, eta identifikazio molekularreko metodo modernoek landareen identifikazio zehatza ahalbidetzen dute, duela hamarkada bat, teknikoki ezinezkoak ziren moduetan.
Berriki, posible izan da belar farmazeutikoen ordezkapenak detektatzea, espezie arrotz inbaditzaileak kontrolatzea, polena eta esporak bezalako zatiak jarraitzea, desagertzeko arriskuan dauden espezieen legez kanpoko merkataritza deskubritzea, biodibertsitate molekularraren ebaluazio azkar eta zehatzak egitea eta museoko aleetan DNAren bidez landare aniztasun historikoa aztertzea. Hala ere, teknika genomiko berriek eskaintzen dituzten aukera potentzialak modu eraginkorrean aprobetxatzeko, egungo gizarteak premiazkoa du taxonomian zein datu genomiko ugarien kudeaketan esperientzia duten biosistematista trebatuak. Plant.ID-ek erronka horiei modu berritzailean aurre egingo die, bazkide akademikoak eta ez-akademikoak elkartuz, erakunde arautzaileak, industriak, ETEak eta interesa duten GKEak barne, landare molekularraren identifikazioa garatzeko, espezieak mugatzeko, metabarkoderako, gene-harrapatzerako eta barra-kode genomikorako neurrira egindako planteamenduen bidez, eta, horrela, interesdunei landare molekularra identifikazio sinplifikatuarekin ahalduntzeko. Espezializazio taxonomiko klasikoa punta-puntako ikuspegi genomikoekin konbinatuz, Plant.ID-ek ESR belaunaldi berri bati ahalbidetuko dio, landareek mundu modernoan duten zeregin nagusia aprobetxatzeko berehalako garrantzia izango duena.
Landareak baliabide erabakigarriak dira gure planetarentzat, elikagaiak, sendagaiak eta eraikuntzako materialak eskaintzen dituzte. Hala ere, negatiboki ere eragin diezagukete, hala nola landare pozoitsuak, polenaren alergiak, besteak beste. Horregatik, garrantzitsua da landareak identifikatu ahal izatea; Hala ere, hori egiteko prozesua ez da beti erraza.
EBk finantzatutako Plant.ID proiektuaren helburua, Marie Skłodowska-Curie Ekintzak programak lagunduta, landareen identifikazioaren erronkei aurre egitea zen. Plant.ID, Europa barruko lankidetza-sare batek, bazkide akademikoak eta ez-akademikoak elkartu zituen DNAn oinarritutako landareak identifikatzeko metodo berri eta eskalagarriak garatzeko. "Horrek euli bati kanoi batekin tiro egitea bezalakoa izan daiteke, baina DNAk landareak identifikatzeko modu sendoak eta sinplifikatuak eskaintzen ditu", dio Hugo de Boer-ek, proiektuaren koordinatzaileak. Proiektuak landareak identifikatzeko puntako irtenbide hauek garatuko dituzten hurrengo belaunaldiko ikertzaileen garapen profesionala eta prestakuntza ere lagundu zuen. "Niretzat proiektu honen motibazio giltzarria izan zen arlo honetan talentu handiko 15 gazteri prestakuntza aukera bat eskaintzea. Zientziaren gauzarik pizgarri eta aberasgarriena pertsona adimentsuak kontratatzea da —askotan pertsona adimentsuak— eta haien karrera garatzeko helburuak lortzen laguntzea", islatzen du de Boerrek. Landare-aniztasunaren deskribapena eta balorazioa Helburu orokorra betetzeko, proiektua lau lan multzotan egituratu zen.
Lehenengoan, espezieak entitate taxonomiko gisa definitzean zentratu zen, espezieak DNAtik identifikatzeko oinarrizko baldintza gisa.
Bigarren eta hirugarren lan-paketeak DNAn oinarritutako identifikaziorako ikuspegi zehatzetan zentratu ziren. Laugarren saioan, DNAn oinarritutako landareen identifikazioaren aplikazio praktikoak aztertu ziren. "Talde gisa, proiektuak hainbat arlo nagusitan aurreratu du, besteak beste, polen molekularraren identifikazioa, dieta-analisirako landare metagenomika, poliploideen filogenomika, landareen museomika eta landareen aniztasuna lurzoruaren ingurumen-ADNtik baloratzea", baieztatu du de Boerrek. Esaterako, lehen lan-paketean, Arctic Silenus espezieak erabiliz DNAren sekuentziazio masiboaren garapen teorikoak eta esperimentalak probatu dira. Lan honek taldearen taxonomia eguneratu baterako azpiko informazioa eskaintzen lagun dezake.
Bigarren lan-paketean, hasierako ikertzaileek anplikonetan oinarritutako sekuentziaziotik haratago doazen landareen aniztasun molekularra ebaluatzeko planteamendu berriak garatzen eta probatzen aritu ziren. "Metodo hauek substratuetako landare-espezieen identifikazio zehatza eta kuantifikazio erlatiboa ahalbidetzen dute", gaineratu du de Boerrek. Gainera, horrelako substratuak iragazteko, autentifikatzeko eta kontrolatzeko gaitasuna hobetzen dute.
Hirugarren lan-multzoan, landareak identifikatzeko planteamendu genetiko eta molekular berriak garatu ziren. Laugarren lan-paketean, azken erabiltzaileek interpretatzeko errazak ziren ikerketa-emaitzak aurkezteko irtenbideak garatzea zen helburua. Proiektuan egindako lanari buruzko informazio gehiago Plant.ID webgunean aurki daiteke. Zer da Plant.ID-en hurrengoa? "Proiektuak modu errazean antolatutako zientzialari talde bat elkartu du lankidetza-sare sendo batean.
Landare molekularraren identifikazioaren alorrean asko dago oraindik egiteko, baina sareak bere lorpenetan oinarritu dezake, pixkanaka-pixkanaka ezarritako oinarri berritzailea eraikiz", jakinarazi du De Boer-ek. Proiektuak orain aztertzen ari diren hutsune eta erronka gehigarriak identifikatu ditu. "Gure lankidetza zabaltzen ari gara eta Horizon Europe ikerketarako finantzaketa eskatzen ari gara ikuspegi berriak garatzeko, baita inpaktu horiek lortzeko alderdi interesdunekin lan egiten".
Gure bekadun eta bazkideen taldea mobilizatzen, Plant.ID lanean aritu da puntako berrikuntza enpirikoak ikerketa eta garapen aplikatuan itzultzeko, espezieen mugaketa, DNA barra-kode eta identifikazio molekularrean funtsezko eragileekin. Horri esker, lehen landu ezin ziren biosistematikaren gaiak jorratzeko aukera ematen ari zaigu. Proposamenak artearen egoera aurreratuko zuen proiektu baten oinarriak ezarri zituen, baina are garrantzitsuagoa dena, partzuergoak lankidetza sinergiko berriak abiaraztea aurreikusten zuen ESR proiektuetan zehar. Berrikuntzarako irekitasun hori funtsezkoa da proposamenak aurkeztu ondoren gertatzen diren garapen zientifikoak aprobetxatu nahi dituzten proiektuetarako edo proiektuaren hasiera eta hasierako ezarpenean.
Epe erdialdean, argi ikusi dezakegu proiektu guztiak zehatzak, neurgarriak, lorgarriak, garrantzitsuak eta denbora mugatuak direla, eta gure ESRak proiektuarekin eta doktoretzarekin zerikusia duten entrega zehatzetan lan egiten ari dira. Gainera, ESR askok bere proiektuetan puntako garapenak hartu eta txertatu dituzte Plant.ID-en garrantzia zientifiko eta soziala areagotzeko. Horrez gain, ESR eta proiektuen arteko hainbat lankidetza martxan daude Plant.ID-ek puntako sinergietatik haratago bere ikuspegia lortzen laguntzeko.
- UNIVERSITETET I OSLO (UNIVERSITY OF OSLO)
Lotutako proiektuak
