Schnellere Bestandsaufnahme des Lebens auf der Erde mittels Genomik
Laut der zwischenstaatlichen Plattform Wissenschaft-Politik für Biodiversität und Ökosystemdienstleistungen (IPBES)(öffnet in neuem Fenster) sind schätzungsweise 25 % der bekannten Arten vor dem Aussterben bedroht. Um diesen Verlust zu verhindern, müssen wir nicht nur die Lebensräume schützen, sondern auch ein weitaus tieferes Verständnis über die Artenbestände, ihr Funktionieren und ihre Reaktion auf rasante Umweltveränderungen erlangen. Informationen über die biologische Vielfalt sind jedoch nach wie vor fragmentiert, was wiederum die Wirksamkeit von Schutz- und Wiederherstellungsmaßnahmen einschränkt.
Genomik für grundlegende neue Erkenntnisse über die biologische Vielfalt
Das EU-finanzierte Projekt BGE(öffnet in neuem Fenster) wurde ins Leben gerufen, um diese Lücke zu schließen, indem eine schnellere Anwendung von Genomik auf die Erforschung, Überwachung und Verwaltung der biologischen Vielfalt erreicht wird. An dem Projekt sind 33 Partnerorganisationen aus 20 Ländern beteiligt, die Forschungseinrichtungen, Museen, Sequenzierzentren und Fachleute im Bereich der biologischen Vielfalt zusammenführen. Im Rahmen einer einzigen koordinierten europäischen Anstrengung wendet BGE komplementäre Genomikansätze, DNS-Barcoding und eine vollständige Referenzgenomsequenzierung an. DNS-Barcoding(öffnet in neuem Fenster) ermöglicht die schnelle Identifizierung von Arten anhand kurzer DNS-Sequenzen, während die Referenzgenomsequenzierung(öffnet in neuem Fenster) ganze Genome entschlüsselt und so Aufschluss darüber gibt, wie Arten funktionieren und sich anpassen. Durch die Abstimmung dieser Ansätze ebnet BGE den Weg zu einem grundlegenden Wandel in der Art und Weise, wie die biologische Vielfalt in Europa charakterisiert, überwacht und geschützt wird.
Die europaweite Datengenerierung skalieren
Im Hinblick auf das DNS-Barcodierung hat sich das Projekt vor allem auf den Aufbau einer paneuropäischen praxisorientierten Gemeinschaft für DNS-Barcodierung konzentriert und den Austausch von Proben, Fachwissen und Daten durch Initiativen wie iBOL Europe(öffnet in neuem Fenster) ermöglicht. Diese Zusammenarbeit ist angesichts der Dringlichkeit und des Ausmaßes des Verlustes der biologischen Vielfalt unerlässlich. Ein weiterer wichtiger Schwerpunkt des Barcoding-Bereichs von BGE ist die Skalierung der DNS-Sequenzierung von Museumsproben. „Die Maßnahmen von BGE in diesem Bereich bauen auf den hunderten Millionen von Proben auf, die in europäischen Museen aufbewahrt werden“, erklärt Peter Hollingsworth, der im Rahmen des Projekts für den Bereich DNS-Barcoding zuständig war. „Dies ist ein wichtiger Schritt zum Aufbau einer DNS-basierten Referenzbibliothek der europäischen biologischen Vielfalt, die eine schnelle Identifizierung von Arten ermöglicht.“ „Durch die Förderung des Wissensaustauschs zwischen den Sequenzierzentren und die Einführung eines kollaborativen ‚Buddy-Systems‘ für die Überprüfung von Genomassemblierungen hat BGE die Problemlösung verbessert und sichergestellt, dass die Genomassemblierungen den globalen Standards entsprechen“, erläutert Camila Mazzoni, Bereichsleiterin für Genomsequenzierung.
Von Genomikdaten zu realen Anwendungen
Obwohl viele Barcoding-Datensätze erst vor kurzem fertiggestellt wurden, ist ihre künftige Bedeutung bereits absehbar. Kuratierte Genomikressourcen für europäische Bestäuber werden die Überwachung der Insektengesundheit in Europa unterstützen. Referenzgenomdaten dienen bereits als Grundlage für unmittelbarere Bewirtschaftungsentscheidungen. Die für Arten wie die atlantische Makrele und die Culex-Mücke erstellten Genome ermöglichen die Identifizierung von Einzelnukleotid-Polymorphismen (eine Form von DNS-Variation), die beispielsweise zur Verbesserung der Fischereibewirtschaftung oder zur Ermittlung von Insektizidresistenzen verwendet werden können.
Ein Modell für koordinierte europäische Maßnahmen
Die wichtigste Errungenschaft von BGE ist der Nachweis, dass die Genomforschung für die biologische Vielfalt durch koordinierte europäische Maßnahmen skaliert werden kann. „BGE schafft ein Modell für die Skalierung der genomischen Wissenserzeugung und stellt gleichzeitig eine sichere gemeinsame Nutzung von Daten und Infrastrukturen sicher“, betont Dimitris Koureas, Direktor und wissenschaftlicher Koordinator von BGE. Im Hinblick auf den Abschluss von BGE soll das Vermächtnis des Projekts durch nachhaltige Mechanismen für grenzüberschreitende Zusammenarbeit, Innovation und politische Abstimmung fortgeführt werden. In der Summe sollen diese Maßnahmen die Grundlagen für eine künftige europäische Forschungsinfrastruktur im Bereich der Biodiversitätsgenomik schaffen, die zur Wiederherstellung und zum Schutz der biologischen Vielfalt beitragen wird.