Eine heute veröffentlichte globale Strategie zielt darauf ab, das Earth BioGenome Project (EBP) erheblich zu beschleunigen – ein ehrgeiziges globales Projekt zum besseren Schutz der Biodiversität durch die Zusammenstellung von „Referenzgenomen” für alle bekannten Pflanzen, Tiere und anderen eukaryotischen Arten. Das SIB hat sein Fachwissen im Bereich Genomik in die Strategie zur Steigerung der Produktion von 300 auf 3000 Genome pro Monat eingebracht. Unsere Wissenschaftler tragen auch zur Erreichung der Projektziele bei, indem sie europäische Initiativen zur Sequenzierung der biologischen Vielfalt koordinieren und Ressourcen entwickeln, mit denen die riesigen Datenmengen verarbeitet werden können.
Ein ambitioniertes Projekt zur Sequenzierung von 1,67 Millionen Arten
Vollständige Genomsequenzen sind derzeit nur für 6.145 oder 0,4 % der weltweit bekannten eukaryotischen Arten verfügbar. Das Earth BioGenome Project hat sich zum Ziel gesetzt, die restlichen 99,6 % bis 2035 zu generieren. Dazu müssen die DNA aus den gesammelten Proben sequenziert, diese Sequenzen zu vollständigen „Referenz“-Genomen der Arten zusammengesetzt, die Position und Funktion der Gene innerhalb jedes Genoms identifiziert und alle Daten und Anmerkungen offen zugänglich und auffindbar gemacht werden. Weitere Analysen dieser Daten werden Wissenschaftlern helfen, die biologische Vielfalt zu verstehen und den Naturschutz zu unterstützen – und darüber hinaus medizinische, landwirtschaftliche und biotechnologische Innovationen voranzutreiben.
Das SIB ist ein koordinierender Partner im EBP und hat im Rahmen der Einrichtungsphase des Projekts zur Entwicklung modernster Workflows für die Genomassemblierung und Qualitätskontrolle beigetragen.
Erfahren Sie mehr über den Beitrag von Das SIB zu den Best Practices des EBP
Erzeugung von Biodiversitätsgenomen in beispiellosem Umfang
Forscher, die dem Earth Genome Project angehören, haben seit dem Start des Projekts im Jahr 2021 die vollständige DNA von über 3.000 Tieren, Pflanzen und anderen eukaryotischen Arten sequenziert – und damit wichtige Erkenntnisse für den Umweltschutz gewonnen, von der Entwicklung von Zuchtprogrammen bis hin zum Verständnis, wie gut sich Arten an den Klimawandel anpassen können. Phase II wird diese Arbeit erheblich beschleunigen und zielt darauf ab, innerhalb von vier Jahren 150.000 hochwertige Genome zu sequenzieren. Dies entspricht einer Verzehnfachung der aktuellen Produktionsrate von 300 auf 3.000 Genome pro Monat.
Ein ambitioniertes Projekt zur Sequenzierung von 1,67 Millionen Arten
Vollständige Genomsequenzen sind derzeit nur für 6.145 oder 0,4 % der weltweit bekannten eukaryotischen Arten verfügbar. Das Earth BioGenome Project hat sich zum Ziel gesetzt, die restlichen 99,6 % bis 2035 zu generieren. Dazu müssen die DNA aus den gesammelten Proben sequenziert, diese Sequenzen zu vollständigen „Referenz“-Genomen der Arten zusammengesetzt, die Position und Funktion der Gene innerhalb jedes Genoms identifiziert und alle Daten und Anmerkungen offen zugänglich und auffindbar gemacht werden. Weitere Analysen dieser Daten werden Wissenschaftlern helfen, die biologische Vielfalt zu verstehen und den Naturschutz zu unterstützen – und darüber hinaus medizinische, landwirtschaftliche und biotechnologische Innovationen voranzutreiben.
Das SIB ist ein koordinierender Partner im EBP und hat im Rahmen der Einrichtungsphase des Projekts zur Entwicklung modernster Workflows für die Genomassemblierung und Qualitätskontrolle beigetragen.
Erfahren Sie mehr über den Beitrag von Das SIB zu den Best Practices des EBP
Die heute veröffentlichte Strategie für Phase II des EBP enthält technische und andere Empfehlungen für die Generierung und Analyse von Genomen in diesem beispiellosen Umfang. Das SIB hat zu den Leitlinien beigetragen, die sicherstellen sollen, dass aus der massiven Zunahme der Genomdaten aussagekräftige Erkenntnisse gewonnen werden können, und zwar durch:
- qualitätsstandards für die Sequenzierung, Verarbeitung und Charakterisierung von Referenzgenomen;
- innovationen in der Bioinformatik zur effizienten und genauen Verarbeitung der Daten.
Die Strategie befasst sich darüber hinaus mit weiteren entscheidenden Erfolgsfaktoren, wie der Verbesserung der globalen Koordination, der Schaffung einer integrativen, globalen Belegschaft im Bereich der Biodiversitätsgenomik und der Entwicklung wirksamer Methoden für den Zugang und den Vorteilsausgleich. Sie legt auch einen Fokus auf prioritäre Arten, darunter solche, die für die Gesundheit der Ökosysteme, die Ernährungssicherheit, die Pandemiebekämpfung, den Naturschutz sowie indigene Völker und lokale Gemeinschaften von Bedeutung sind.
Der Beitrag von Das SIB zu dieser Strategie unterstützt unser Ziel, Daten und Bioinformatik-Ressourcen für den Umweltschutz zu verbessern. Unsere Wissenschaftler tragen auch zur Umsetzung der EBP-Richtlinien und zur Erreichung der Projektziele in der Schweiz und in Europa bei, indem sie zwei Initiativen zur Sequenzierung der Biodiversität gemeinsam koordinieren: den European Reference Genome Atlas (ERGA), der der regionale Knotenpunkt der europäischen EBP ist, und das Horizon Europe-Projekt Biodiversity Genomics Europe (BGE).
Das EBP hat bereits neue Erkenntnisse über die Evolution, ökologische Wechselwirkungen und die genetischen Grundlagen von Artenmerkmalen geliefert. Phase II wird unser biologisches Verständnis aller Lebensformen weiter verändern und eine Fülle von Anwendungen vom Umweltschutz bis zur Arzneimittelentwicklung hervorbringen.
SIB-Innovationen für groß angelegte, hochwertige Genomanalysen
Die Strategie unterstreicht die entscheidende Rolle der Genannotation für die Erschließung des Potenzials von Genomen. Dieser Prozess umfasst die Identifizierung von Genen und ihren Funktionen durch den Vergleich von DNA-Sequenzen verschiedener Spezies und die Ergänzung der vollständigen Genomsequenz um diese Informationen.
Ein neues Tool, das in diesem Jahr von einer SIB-Gruppe entwickelt wurde, stellt die für die EBP-Phase II erforderliche Rechenkapazität bereit. FastOMA kann innerhalb eines Tages Gene mit gemeinsamem Ursprung für Tausende von eukaryotischen Genomen genau identifizieren – eine Aufgabe, die mit bestehenden Methoden selbst in Monaten nicht zu bewältigen ist. Dies ist ein wichtiger Schritt bei der Skalierung der SwissOrthology SIB-Ressource auf die Ebene des Baums des Lebens, um den sich schnell entwickelnden Anforderungen der Biodiversität und anderer großer Genomik-Initiativen gerecht zu werden.
Lesen Sie den Blogbeitrag über vergleichende Genomik und FastOMA
Reference(s)
Bildnachweis: S N Pattenden / Unsplash
