♪ (music) ♪
Probably the most appealing part for me was
answering these long-standing questions that I've had since I was a kid.
Evolutionary biology helps us understand the nature around us.
First and foremost, I'm interested in evolutionary questions.
I'm very interested in the biodiversity that we see on Earth.
Everything from species identification to deep, evolutionary questions
can be addressed with DNA,
and the CCG provides all of the resources necessary.
So if someone's out collecting birds or reptiles or whatever,
they bring it to the lab and extract the DNA.
They purify the DNA, separate all the cell material from it,
and then you have pure DNA.
Once you have pure DNA, you can do all kinds of things with it.
You can sequence that gene for many different organisms,
then compare them to each other and build an evolutionary history,
or a "family tree" for genes and species.
For the past 30 years,
the main platform for sequencing, is Sanger sequencing.
With that method we look at one section of the genome at a time.
With next-gen sequencing methods,
the data we can get is massively increased
because we can do a lot of the sequencing in parallel.
We have the MiSeq sequencing machine here,
and we can produce 25 million sequences in one read.
More recently there is a third generation sequencing.
Here we have an Oxford Nanopore MinION machine.
So, by reading those electrical signals, we're able to read the DNA.
It fits in my pocket. It's amazing.
(laughs)
Matt Van Dam is currently working on weevils,
using this new technology to try to understand their evolutionary history.
Weevils are a particular family of beetles.
One of the problems, in the genome assembly,
is that you have all these little bits of information.
And then, sometimes,
sticking them together in the right way is extremely complicated.
The Nanopore does quite well for these longer reads.
A group of us here, at the Academy, are sequencing
the complete genome of the Pygmy Angelfish.
And that includes all of the chromosomes, all of the mitochondria, and everything.
It's very exciting work.
Lauren is trying to look at which genes are active or turned on,
and what kind of combinations can be produced by these different genes
being turned on and off.
One of the craziest things is
we've only characterized like 1% of scorpion venoms.
A single individual scorpion might have
150 unique types of venom in its venom gland.
And so it has genes to create all of these different venoms,
and those venoms are highly specific.
There's active research on using scorpion venom
to treat cancer, to treat arthritis, to treat multiple sclerosis.
So she is using something called RNA-Seq or transcriptomics,
and what you do is you sequence all of the proteins.
That's a way to sort of skip the whole genome sequencing
and you can focus just on the RNA, which is what produces the proteins.
I've been involved with the seahorse project, for many years.
We've been trying to understand this very complex group.
They apparently evolved very rapidly and created many different forms,
so we have seahorses, pipefish, sea dragons,
all these wild looking fish, and nobody really knows the relationships
because they evolved and radiated very rapidly
and in a very short period of time.
We're using a new technology called ultra-conserved elements,
and these are parts of the genome that are unchanged
across hundreds of millions of years to reconstruct those branches.
Our exhibits have lots of amphibians,
so when we bring them in, we have to make sure
that we don't spread chytrid fungus to the rest of the others.
If we put it in with the rest of the exhibits,
they would probably all die.
We essentially create these probes, which are pieces of DNA
that match those unique markers to the chytrid fungus.
If the probe matches, we know it has this fungus.
If there's no match, we can pretty be sure that there are no fungus infections.
I think that the role of the CCG
is to help every scientist answer their questions.
And there are very few questions you can address without genetic data.
We have all of this information, that's accumulated for decades
by scientists and naturalists,
and they're depositing it in our collection
with very good ecological data that's associated with it.
It's very important that we can also unlock that knowledge.
♪ (music) ♪
(موسيقى)
الجزء الأكثر جاذبية بالنسبة لي هو الإجابة عن تلك -
الأسئلة التي راودتني لفترة طويلة من الزمن منذ كنت طفلًا
يساعدنا علم الأحياء التطوُّري على فهم الطبيعة المحيطة بنا
أولاً وقبل كل شيء، أنا مهتم بالأسئلة المتعلقة بالتطوُّر
وأنا مهتم جدًا بالتنوع الحيوي الذي نراه على كوكب الأرض
إن كل شيء بدًأ من تحديد الأنواع وصولًا إلى الأسئلة التطوُّرية العميقة
يمكن الإجابة عنها باستخدام الـ DNA
بالإضافة إلى الشفراة الوراثية، جميع ذلك يوفر لنا المصادر المطلوبة
فإذا قام شخص ما بجمع الطيور أو الزواحف أو أي شيء آخر
فهم سيجلبوها إلى المختبر وسيقومون باستخلاص الـ DNA
ثم يقومون بتنقية الـ DNA ويفصلون جميع المواد الخلوية عن الـ DNA
فستحصل على الـ DNA النقي
وعندما تملك الـ DNA النقي ستتمكن من القيام بأي شيء
ستتمكن من إيجاد تسلسل تلك المورثة لدى كائنات حية عديدة
ثم مقارنة التسلسلات مع بعضها البعض وبناء التاريخ التطوري
أو ما يعرف بشجرة العائلة للمورثات والأنواع
إن المنصة الرئيسية لإجراء عملية التسلسل الوراثي على مدى 30 سنة الماضية
هي طريقة سانجر (Sanger)
بهذه الطريقة نتفحّص كل جزء من الجينوم على حدة
وباستخدام تقنيات السَلسَة المتطورة فإن البيانات
التي نحصل عليها تتزايد بشكل هائل لأننا
نستطيع القيام بعدة عمليات سَلسَلة في نفس الوقت
لدينا هنا جهاز السلسة MiSeq
الذي يُمكِّننا من إنتاج 25 مليون تسلسل في نفس الوقت
وقد حصلنا مؤخرًا على جهاز سَلسَلة من الجيل الثالث
لدينا هنا جهاز Oxford Nanopore MinION
لذا من خلال قراءة هذه الإشارات الكهربائية نتمكن من قراءة تسلسل الـ DNA
وهو جهاز صغير يوضع بالجيب إنه شيء رائع
(ضحك)
حالياً يعمل مات فاندام علي ذباب الفاكهة بهذه التقنية الجديدة
لمحاولة فهم تاريخ تطور ذباب الفاكهة
ذباب الفاكهة هو نوع محدد من الخنافس
واحدة من المشاكل في مجمع الچينات هي
أنه لديك كل هذة المعلومات الدقيقة
ثم بعد ذلك ,تجميعهم مع بعضهم احياناً
بطريقة صحيحة يكون معقداً جداً
إن ثقب النانو مفيد في هذة القراءات
هنا في الأكاديمية تقوم مجموعة منا بمتابعة
الچينوم الكامل لسمكة الملاك القزمة
وهذا يتضمن كل العامل الصبغي,
كل الميتوكندريا و كل شئ
إنه عمل مثير جداً
لورين تحاول العثورعلي الچينات نشطة
وأي نوع من الدمج يُمكن إنتاجه
بهذة الچينات المختلفة بتنشيطها او تثبيطها
من الأمور المثيرة للحماس أننا قمنا بتشخيص
١٪ فقط من سم العقرب
فالعقرب الواحد قد يكون لديه
١٥٠ نوع مميز من السم في غدته
وهكذا لديه چينات لتكوين تلك السموم
فتلك السموم دقيقة و خاصة للغاية
وهناك دراسات لعلاج السرطان بسم العقارب
وأيضاً اتهاب المفاصل و تصلب الأنسجة
ولهذا تستخدم تقنية تُدعي بتتابع النواسخ
مايتم فعله هو ترتيب كل البروتينات
وهذة طريقة فرز للتغاطي عن كل تتابع الجينات
فينصب التركيز علي RNA المُنتج للبروتينات
إن مشروع حصان البحر هو شئ
كنت من ضمنه لعدة سنوات
فنحن نحاول فهم هذة المجموعة المعقدة
فلقد تطوروا بسرعة قصوي وشكلوا اشكال عديدة
فلدينا حصان و تنانين البحر و سمكةالأنبوب
وكل الأشكال البرية ولايُعرف العلاقة بينهم
لأنهم تطوروا و انتشروا بسرعة قصوي
في مدة زمنية قصيرة جداً
نحن نستخدم تقنية تُسمي عناصر فائقة الحفظ
وهي هذة الأجزاء من الچينوم التي لا تتغير
علي مدار ملايين السنين للحفاظ عليها
معارضنافِيهَا برمائيات كثيرة عندما نحضرهم
يجب التأكد أن لا ينتشر
فطر وحيد الخلية الي باقي البرمائيات
إذا تم وضعهم مع باقي المعرض
فذلك قد يؤدي الي موتهم جميعاً
أساسياًصنعنا مسبار التهجين وهو جزء منDNA
الذي يتوافق مع الأجزاء المحددة في الفطر
إذ توافق معه فبذلك نعرف أنه لديه فطر
إذ لم يتوافق فبذلك نكون واثقين
أنه لا توجد عدوي فطرية
أعتقد أن الدور الدور الذي تؤديه عملية السلسة الوراثية هو مساعدة العلماء
على الإجابة عن أسئلتهم، وهناك القليل جدًا من الأسئلة
التي ستتمكن من الإجابة عنها دون استعمال البيانات الوراثية
نحن لدينا كل هذه المعلومات التي تم تجميعها لعقود
بواسطة علماء و بيئين وقاموا بوضعها
في مجموعتنا مع بيانات بيئية جيدة
التي تتوافق معها
من المهم جدًا أن نتمكن من الإطلاع على تلك المعرفة
(موسيقى)
♪ (música) ♪
Segurament, la part més interessant per a mi va ser poder respondre
les preguntes que em feia des que era un nen.
La biologia evolutiva ens ajuda a comprendre la natura que ens envolta.
Sobretot estic interessada en temes relatius a l'evolució.
Estic molt interessada en la biodiversitat que hi ha a la terra.
Tot, des de la identificació d'espècies fins a qüestions complexes d'evolució
es pot entendre amb l'ADN
i el CCG ens proporciona els recursos necessaris.
Així que, si algú col·lecciona ocells o rèptils o el que sigui,
ens ho porta al laboratori i se li extreu ADN.
Es purifica l'ADN i se li separa tot el material cel·lular
i queda només ADN pur.
Un cop tens ADN pur, pot fer un munt de coses amb ell.
Pots seqüenciar els gens de molts organismes diferents
i comparar-los amb altres i construir una història evolutiva
o un "arbre genealògic" de gens i espècies.
La plataforma més important de seqüenciació dels darrers 30 anys
és el Mètode Sanger.
Amb aquest mètode mirem les seccions del genoma d'una en una
Amb els mètodes de darrera generació les dates
que aconseguim s'han incrementat expectacularment
perquè podem fer molta de la seqüenciació en paral·lel.
Amb aquesta màquina de seqüenciar MiSeq
podem aconseguir 25 milions de seqüències d'una tirada.
Més recentment hi ha els mètodes de tercera generació.
Aquí tenim una màquina Oxford Nanopore MinION .
De manera que llegint els senyals elèctrics podem llegir l'ADN.
I m'hi cap a la butxaca. Increïble!
(RIURE)
Matt Van Damm està treballant amb corcons fent servir aquesta tecnologia
per entendre l'evolució històrica dels corcons.
Els corcons pertanyen a una família d'escarabats.
Un problema en l'assemblatge de genomes
és que tens petits fragments d'informació.
I, a vegades, enganxar-los en la posició
correcta és extremadament complicat.
El Nanopore ho fa molt bé en aquestes lectures llargues
Un dels nostres grups està seqüenciant
el genoma complet del Peix Àngel Pigmeu,
i això inclou tots els cromosomes,
els mitocondris, tot.
És una tasca molt interessant.
En Lauren intenta esbrinar quins gens estan actius o activats
i quins tipus de combinacions es poden produir
activant o desactivant aquests gens.
Una de les coses més curioses és que només hem caracteritzat
aproximadament un 1% dels verins dels escorpins.
Un únic escorpí pot tenir
150 tipus únics de verí a les seves glàndules verinoses.
Així que té gens per poder crear tots aquests tipus de verí,
i aquests verins són altament específics.
Actualment es fa recerca en tractaments contra el càncer amb verí d'escorpí,
contra l'artritis, contra l'esclerosi múltiple.
Ella fa servir una cosa anomenada seqüenciació d'RNA o Transcriptòmica,
i el que fa és seqüenciar les proteïnes.
És una manera de separar la seqüència genòmica
per concentrar-te només en l'RNA que és qui produeix les proteïnes.
Ja fa anys que treballo
al projecte cavall marí.
Intentant comprendre aquest complicat grup.
Aparentment, evolucionen molt ràpidament i poden crear formes diverses,
així que tenim cavalls de mar, peixos agulla, cavalls de mar d'algues,
i tots aquests peixos estranys, i ningú no coneix realment les seves relacions
perquè evolucionen i s'escampen molt ràpidament
i en un període molt curt de temps.
Fem servir una nova tecnologia anomenada elements ultra-conservats,
que són parts del genoma que no han canviat
durant centenars de milers d'anys, per reconstruir aquestes branques.
A les nostres exposicions hi ha molts amfibis,
si portem de nous hem d'estar segurs
que no escamparan fongs quítrids.
Si els introduïm a la resta d'exposicions
probablement moririen totes.
Així que creem aquestes proves, que són peces d'ADN
que coincideixen amb els marcadors específics del fong quítrid.
Si coincideix, vol dir que hi ha fongs.
Si no coincideix, podem estar segurs
que no hi ha infecció de fongs.
Crec que la funció del CCG és ajudar els científics
a respondre els seus dubtes i n'hi ha molt poques preguntes
que no es puguin respondre sense dates genètiques.
Disposem de tota aquesta informació recollida durant dècades
per científics i naturalistes que la introdueixen
en el nostre recull amb molt bones dades ecològiques
associades amb ell.
Això es tan important que ens permet desbloquejar aquest coneixement.
♪ (música) ♪
(música)
Es Probable que lo que más me atrajo fuera responder
esas preguntas que me hacía desde chico.
La biología evolutiva nos ayuda a entender la naturaleza que nos rodea.
Más que nada, estoy interesada en las cuestiones evolutivas.
Me interesa la biodiversidad que vemos en la Tierra.
Desde la identificación de especies hasta preguntas evolutivas complicadas,
todo se puede abordar desde el ADN
y el CCG brinda los recursos necesarios.
Así, si alguien está recolectando aves, reptiles o lo que sea,
lo trae al laboratorio y extrae el ADN.
Purifica el ADN y lo separa del resto de los componentes celulares,
así obtenemos ADN puro.
Obtenido el ADN puro, se puede hacer todo tipo de cuestiones.
Se puede secuenciar ese gen para distintos organismos
y luego comparar unos con otros para armar una historia evolutiva
o un "árbol familiar" para genes y especies.
La plataforma principal para secuenciar, desde hace 30 años,
es la secuenciación de Sanger.
Con este método, observamos una sección del genoma por vez.
Con los métodos de secuenciación de segunda generación
la cantidad de datos obtenidos aumenta notablemente
porque mucho del trabajo de secuenciación puede hacerse en paralelo
Con el aparato de secuenciación MiSeq
podemos producir 25 millones de secuencias de una sola leída.
Actualmente, existe una secuenciación de tercera generación.
Aquí tenemos un secuenciador MinION de Oxford Nanopore.
Al leer esas señales eléctricas, podemos leer el ADN.
Cabe en el bolsillo. Es genial.
(risa)
Matt Van Dam, quien trabaja con gorgojos, utiliza esta tecnología
para tratar de entender su historia evolutiva.
Los gorgojos son una familia particular de escarabajos.
Un problema del ensamble de genomas
es que se tienen pedacitos de información.
Y que a veces,
juntarlos de forma correcta es extremadamente complicado.
El Nanopore funciona bastante bien con las lecturas más largas.
Algunos de nosotros, acá en la Academia, estamos secuenciando
el genoma completo del pez ángel marino
y eso incluye todos los cromosomas,
la mitocondria entera y todo.
Es un trabajo muy fascinante.
Lauren trata de ver qué genes están activos o encendidos
y qué tipo de combinaciones pueden producirse
cuando estos genes se encienden o apagan.
Lo más loco es que solo caracterizamos
el 1% de los venenos de escorpión.
Un único escorpión puede tener
150 tipos de veneno en su glándula venenosa.
Por lo tanto, tiene genes para crear todos esos venenos
y estos venenos son muy específicos.
Se está investigando el uso de veneno de escorpión para tratar el cáncer,
la artritis, la esclerosis múltiple.
Está usando algo llamado RNA-Seq o transcriptómica
y lo que se hace es secuenciar todas las proteínas,
es una forma de saltear la secuenciación genómica
y poder concentrarnos solo en el ARN, que es lo que produce las proteínas.
El proyecto hipocampo
es algo en lo que trabajo hace años.
Hemos tratado de entender a este grupo complejo.
Al parecer, evolucionaron muy rápidamente y crearon varias formas,
por eso tenemos hipocampos, peces pipa, dragones de mar
y todos estos peces de aspecto salvaje y nadie sabe bien qué relación tienen,
porque evolucionaron y se dispersaron muy rápido
y en un período de tiempo corto.
Estamos usando una tecnología nueva llamada elementos ultraconservados
y estas son partes del genoma que no han cambiado
durante los cientos de millones de años, para poder reconstruir esas ramas.
Nuestras muestras tienen muchos anfibios, por eso cuando los traemos,
debemos asegurarnos de no desperdigar
hongo quítrido al resto de los anfibios.
Si lo pusiéramos con el resto de las muestras,
seguramente todos morirían.
Básicamente, creamos unas sondas, que son partes de ADN
que coinciden con marcadores únicos del hongo quítrido.
Si la sonda coincide, tiene ese hongo.
Si no coincide, estamos casi seguros
de que no hay infección de hongos.
Creo que el rol del CCG es ayudar a que cada científico
responda sus preguntas y hay muy pocas preguntas
que se pueden abordar sin datos genéticos.
Tenemos tanta información que se fue acumulando durante décadas,
gracias a científicos y naturalistas que la depositan
en nuestra colección que incluye
datos ecológicos asociados a ella.
Es muy importante que podamos descifrar ese conocimiento.
(música)
♪ (Musik) ♪
Der attraktivste Aspekt für mich ist die Beantwortung
von Fragen, die mich seit meiner Kindheit beschäftigen.
Die Evolutionsbiologie hilft uns, die Natur um uns herum zu verstehen.
In erster Linie interessieren mich Fragen der Evolution.
Ich interessiere mich sehr für die Artenvielfalt auf der Erde.
Alles von der Artbestimmung bis zu evolutionären Fragen,
kann man mit Hilfe der DNS angehen,
und das CCG stellt alle notwendigen Ressourcen bereit.
Wenn jemand Vögel sammelt oder Reptilien oder was auch immer,
extrahiert er die DNS hier im Labor.
Die DNS wird isoliert, von Zellmaterial getrennt,
bis Sie reine DNS haben.
Wenn Sie reine DNS haben, können Sie diverse Dinge damit machen.
Man kann Gene verschiedener Organismen sequenzieren,
sie miteinander vergleichen und so eine Evolutionsgeschichte
oder einen Stammbaum der Gene und Spezies erstellen.
In den letzten 30 Jahren verwendete man vor allem
die Sanger-Methode.
Dabei betrachtet man das Genom abschnittsweise.
Mit den Verfahren der nächsten Generation
wächst die Datenmenge massiv,
weil wir einen großen Teil parallel sequenzieren.
Hier haben wir einen MiSeq-Sequenzierer, damit produzieren wir
25 Millionen Sequenzen in einem Durchgang.
Seit kurzem gibt es das Sequenzieren der dritten Generation.
Das hier ist ein MinION Gerät von Oxford Nanopore.
Wir können die DNS mithilfe von elektrischen Signalen auslesen.
Es passt in meine Hosentasche. Unglaublich! (lacht)
Matt Van Dam arbeitet gerade mit dieser Technologie an Rüsselkäfern.
um deren Entwicklungsgeschichte zu verstehen.
Rüsselkäfer sind eine spezielle Familie der Käfer.
Ein Problem beim Zusammenfügen des Genoms
sind die vielen kleinen Schnipsel an Information.
Die alle korrekt zusammenzufügen
ist manchmal enorm schwierig.
Mit dem Nanopore geht das für diese längeren Auslesungen ganz gut.
Eine Gruppe hier an der Akademie
sequenziert das komplette Genom des Zwergkaiserfisches.
Das schließt alle Chromosomen ein,
alle Mitochondrien
und alles andere. Das ist sehr spannend.
Lauren untersucht, welche Gene aktiv oder eingeschaltet sind
und welche Kombinationen entstehen,
wenn die verschiedenen Gene ein- und ausgeschaltet werden.
Eines der verrücktesten Dinge ist, dass wir nur
etwa 1% der Skorpiongifte charakterisiert haben.
Ein einzelner Skorpion kann
150 verschiedene Arten Gift in seiner Giftdrüse haben.
Und so hat er Gene, um all diese verschiedenen Gifte zu erzeugen.
Diese Gifte sind hochspezifisch.
Die Verwendung von Skorpiongift in der Krebstherapie wird aktiv erforscht,
ebenso die Wirksamkeit gegen Arthritis und Multiple Sklerose.
Sie verwendet die sog. RNA-Seq oder Transkriptomik.
Dabei sequenzieren Sie alle Proteine.
So umgehen Sie das Sequenzieren des gesamten Genoms
und befassen sich nur mit der RNS, denn die ist es, die Proteine produziert.
An dem Seepferdchen-Projekt bin ich seit vielen Jahren beteiligt.
Wir versuchen, diese sehr komplexe Gruppe zu verstehen.
Sie entwickelte sich offenbar sehr schnell und diversifizierte in viele Formen,
so haben wir Seepferdchen, Pfeifenfische, Seedrachen
all diese wild aussehenden Fische,
und niemand kennt genau deren Verwandtschaft
weil sie sehr schnell evolvierten und sich in Arten differenzierten
und das in einer sehr kurzen Zeitspanne.
Wir verwenden eine neue Technik, die sogenannten ultra-conserved elements,
das sind Teile des Genoms, die über hunderte von
Jahrmillionen unverändert bleiben. So rekonstruieren wir diese Zweige.
Wir halten hier eine Menge Amphibien.
Wenn wir neue einsetzen, müssen wir sicherstellen
dass wir keine Chytridpilze verbreiten
Würden wir sie zu den anderen setzen,
würden sie wahrscheinlich alle eingehen.
Im Prinzip nehmen wir DNS-Stückchen als Proben
und vergleichen diese eindeutigen Marker mit dem Chytridpilz.
Übereinstimmung bedeutet, das Tier hat den Pilz. Wenn nicht,
können wir ziemlich sicher sein, dass es keine Pilzinfektionen gibt.
Ich denke dass es die Rolle des CCG ist, den Wissenschaftlern
beim Beantworten ihrer Fragen zu helfen, und es gibt nur wenige Fragen.
die man ohne genetische Daten beantworten kann.
Wir haben all diese Informationen, die Wissenschaftler
und Naturforscher seit Jahrzehnten beitragen,
verknüpft mit ausgezeichneten ökologischen Daten.
Es ist auch sehr wichtig, dass wir dieses Wissen erschließen können.
♪ (Musik)
(μουσική)
Πιθανά το πιο ελκυστικό μέρος για μένα ήταν
το να απαντώ σε μακροχρόνιες ερωτήσεις που είχα από παιδί.
Η επαναστατική βιολογία μας βοηθά να καταλάβουμε την φύση γύρω μας.
Πρώτα από όλα, ενδιαφέρομαι για επαναστατικές ερωτήσεις.
Ενδιαφέρομαι πολύ για την βιοποικιλότητα που έχουμε στη Γη.
Τα πάντα από ταυτοποίηση ειδών σε βαθειές επαναστατικές ερωτήσεις
που μπορούν να αντιμετωπιστούν με το DNA
και το CCG προμηθεύει όλες τις απαιτούμενες πηγές
Έτσι αν κάποιος μαζεύει πουλιά ή ερπετά ή οτιδήποτε,
τα φέρνουν στο εργαστήριο και εξάγουν το DNA,
Καθαρίζουν το DNA, ξεχωρίζουν όλο το κυτταρικό υλικό από αυτό,
και μετά έχουμε καθαρό DNA.
Από τη στιγμή που έχεις καθαρό DNA, μπορείς να κάνεις οτιδήποτε με αυτό.
Μπορείς να κάνεις αλληλουχία του γονιδίου για πολλούς διαφορετικούς οργανισμούς,
μετά να τα συγκρίνεις μεταξύ τους και να χτίσεις μία επαναστατική ιστορία,
ή ενα «οικογενειακό δέντρο» για τα γονίδια και τα είδη.
Τα τελευταία 30 χρόνια,
η κύρια πλατφόρμα για αλληλουχία, είναι η Sanger.
Με αυτή τη μέθοδο βλέπουμε έναν τομέα του γονιδίου τη φορά.
Με τις μεθόδους αλληλουχίας επόμενης γενιάς,
τα δεδομένα που μπορούμε να πάρουμε αυξάνονται μαζικά
επειδή μπορούμε να κάνουμε μεγάλη αλληλουχία παράλληλα.
Έχουμε την μηχανή αλληλουχίας Miseq εκεί,
και μπορούμε να παράξουμε 25 εκατομ. ακολουθίες με ένα διάβασμα.
Πολύ πρόσφατα υπάρχει μία τρίτη γενιά αλληλουχίας.
Εδώ έχουμε μία μηχανή Oxford Nanopore MiniOn.
Έτσι, διαβάζοντας τα ηλεκτρικά σήματα, μπορούμε να διαβάσουμε το DNA.
Χωράει στη τσέπη μου. Είναι φανταστικό.
(Γέλια)
Ο Ματ Βαν Νταμ δουλεύει τώρα σε υφάσματα,
χρησιμοποιώντας νέα τεχνολογία να προσπαθήσει να καταλάβει την επαναστατική τους τεχνολογία.
Τα υφάσματα είναι μία συγκεκριμένη οικογένεια σκαθαριών.
Ένα από τα προβλήματα στη συναρμολόγηση γονιδίωματος
είναι ότι έχεις όλα αυτά τα μικρά κομμάτια πληροφοριών.
Και μετά, μερικές φορές,
κολλώντας τα μαζί με σωστό τρόπο είναι εξαιρετικά πολύπλοκο.
Το Nanopore κάνει αρκετά καλά γι'αυτές τις μεγαλύτερες διαβάσεις.
Μια ομάδα από εμάς, στην Ακαδημία, κάνει αλληλουχία
το ολοκληρωμένο γονιδίωμα του Πυγμαίου Αγγελόψαρου.
Και αυτό συμπεριλαμβάνει όλα τα χρωμοσώματα, όλα τα μιτοχόνδρια και τα πάντα.
Είναι πολλή συναρπαστική δουλειά.
Η Λώρεν προσπαθεί να δει ποια γονίδια είναι ενεργά ή ενεργοποιημένα,
και τι είδους συνδυασμούς μπορεί να παράγει από αυτά τα διαφορετικά γονίδια.
όταν είναι ενεργοποιημένα ή όχι.
Ένα από τα πιο τρελά πράγματα είναι
πως έχουμε χαρακτηρίσει μόνο το 1% των δηλητηρίων του σκορπιού.
Ένα μοναδικός σκορπιός μπορεί να έχει
150 μοναδικούς τύπους δηλητηρίου στον αδένα του.
Και έτσι έχει γονίδια να δημιουργήσουν όλα αυτά τα διαφορετικά δηλητήρια,
και αυτά τα δηλητήρια είναι πολύ συγκεκριμένα.
Υπάρχει ενεργή έρευνα πάνω στη χρήση του δηλητηρίου του σκορπιού
για την θεραπεία του καρκίνου, της αρθρίτιδας, της πολλαπλής σκλήρυνσης.
Έτσι χρησιμοποιεί κάτι που ονομάζεται RNA-Seq ή μεταγραφική,
και αυτό που κάνεις είναι να ακολουθείς όλες τις πρωτεΐνες.
Αυτός είναι ένας τρόπος να παραλείψεις ολόκληρη την ακολουθία του γονιδιώματος
και μπορείς να εστιάσεις απλά στο RNA, που είναι αυτό που παράγει τις πρωτεΐνες.
Έχω ασχοληθεί με το έργο ιππόκαμπος για πολλά χρόνια.
Προσπαθούσαμε να καταλάβουμε αυτή την πολύπλοκη ομάδα.
Προφανώς εξελίχθηκαν πολύ γρήγορα και δημιούργησαν πολλές διαφορετικές μορφές,
έτσι έχουμε ιππόκαμπους, θαλάσσιους δράκους,
όλα αυτά τα άγρια σε εμφάνιση ψάρια, και κανείς πραγματικά δεν ξέρει την σχέση τους
επειδή εξελίχθηκαν και ακτινοβολήθηκαν ραγδαία
και σε πολύ μικρή χρονική περίοδο.
Χρησιμοποιούμε νέα τεχνολογία που ονομάζεται εξαιρετικά-συντηρημένα στοιχεία,
και αυτά τα μέρη των γονιδιωμάτων που δεν άλλαξαν
μέσα σε χιλιάδες εκατομμυρίων ετών για την ανοικοδόμηση αυτών των κλάδων.
Τα εκθέματά μας έχουν πολλά αμφίβια,
έτσι όταν τα φέρνουμε μέσα, πρέπει να σιγουρευτούμε
ότι δεν διαδίδουμε μύκητα από κυτρίτες στους υπόλοιπους.
Αν το βάλουμε μέσα με τα υπόλοιπα εκθέματα,
πιθανόν να πεθάνουν όλα.
Δημιουργούμε αυτούς τους ανιχνευτές, που είναι κομμάτια DNA
που ταιριάζουν με αυτούς τους μοναδικούς δείκτες στον μύκητα του chytrid.
Εάν ο καθετήρας ταιριάζει, ξέρουμε ότι έχει αυτόν τον μύκητα.
Αν δεν ταιριάζει, μπορούμε να σιγουρευτούμε ότι δεν υπάρχουν μολύνσεις μύκητα.
Νομίζω ότι ο ρόλος του CCG
είναι να βοηθήσει κάθε επιστήμονα να απαντήσει στις ερωτήσεις του.
Και υπάρχουν ερωτήσεις που μπορείς να κάνεις χωρίς γενετικά δεδομένα.
Έχουμε όλες αυτές τις πληροφορίες, που έχουν συσσωρευτεί για δεκαετίες
από επιστήμονες και φυσιολόγους,
και το καταθέτουν στη συλλογή μας
με πολύ καλά οικολογικά δεδομένα που συνδέονται με αυτό.
Είναι πολύ σημαντικό το να μπορούμε να ξεκλειδώσουμε αυτή τη γνώση.
(μουσική)
♪ (música) ♪
Quizá lo que más me atrajo fue contestar a
esas preguntas que he tenido desde niño.
La biología evolutiva nos ayuda a entender la naturaleza que nos rodea.
Ante todo me interesan las cuestiones evolutivas.
Me interesa mucho la biodiversidad que vemos en la Tierra.
Todo, desde la identificación de especies, a las cuestiones evolutivas más profundas
se pueden abordar con el ADN
y el CCG proporciona todos los recursos necesarios.
Si alguien está por ahí recogiendo muestras de aves o reptiles,
lo trae al laboratorio y le extrae el ADN.
El cuál se purifica y se separa de todo el material celular
y se obtiene así el ADN puro.
Una vez que lo tienes, puedes hacer todo tipo de cosas con él
Se puede secuenciar ese gen para muchos organismos
para luego compararlos entre sí y construir una historia evolutiva
o «árbol genealógico» para los genes y las especies.
La plataforma principal para secuenciar de los últimos 30 años
ha sido el método de secuenciación de Sanger,
el cuál nos permite observar distintas secciones del genoma una por una.
Con el método de secuenciación de alto rendimiento,
los datos que obtenemos son muchos más, ya que
se pueden hacer varias secuenciaciones en paralelo.
Este es el dispositivo de secuenciación MiSeq
que puede producir 25 millones de secuencias en una sola lectura.
Hoy en día, existe una tercera generación de secuenciadores.
Este de aquí es el Oxford Nanopore MinIon
que analiza las señales eléctricas y así somos capaces de leer el ADN
Me cabe en el bolsillo. Es increíble.
(risas)
Matt Van Dam está trabajando con gorgojos usando esta nueva tecnología
para tratar de entender la historia evolutiva de estos insectos.
Los gorgojos son parte de la familia de los escarabajos.
Un problema al ensamblar genomas
es que tienes todos estos trocitos de información,
y, a menudo, juntarlos de nuevo
en el orden correctos es extremadamente complicado.
El Nanopore funciona bastante bien para las lecturas más largas.
Un grupo aquí en la Academia está secuenciando
el genoma completo del pez ángel pigmeo
eso incluye todos los cromosomas,
las miticondrias y demás.
Es algo muy interesante
Lauren está intentando ver qué genes están activos o encendidos
y qué tipo de combinaciones se puede hacer
con los genes, activándolos o desactivándolos.
Una cosa asombrosa es que solo hemos conseguido caracterizar
cerca de un 1% de los venenos de los escorpiones.
Un sólo escorpión puede tener
150 tipos únicos de veneno en la glándula donde lo almacena.
Y por eso, tiene genes para crear distintos tipos de veneno,
los cuales son extremadamente específicos.
Hay una investigación en activo que trata de usar veneno de escorpión
para tratar el cáncer, artrítis y esclerósis múltiple.
Ella esta usando el RNA-Seq o transcriptonomía,
lo que haces es secuenciar todas las proteínas,
es una manera de evitar secuenciar todo el genoma
y así poder centrarse solo en el RNA que es el que produce proteínas.
El proyecto Hipocampo es algo
en lo que llevo muchos años involucrado
Hemos estado tratando de entender este grupo extremadamente complejo,
Aparentemente han evolucionado muy deprisa y se han creado de diferentes formas,
A sí que tenemos caballitos de mar, peces aguja y dragones de agua.
Todos estos peces de aspecto salvaje, pero nadie sabe que relación comparten
por que han evolucionado y separado muy rápido
en un periodo muy corto de tiempo
Estamos utilizando una nueva tecnología llamada elementos ultra conservados
estas son partes del genoma que no han cambiado
durante cientos de millones de años y han reconstruido esas ramas perdidas.
Nuestras exhibiciones tienen muchos anfibios, y cuando los movemos,
tenemos que asegurarnos de no extender
el hongo quitridio al resto de anfibios.
Si los ponemos con el resto que están de exposición
probablemente morirían todos
Básicamente creamos unas sondas, que son trozos de ADN
que encajen esos marcadores con el hongo quitridio.
Si la sonda encaja, entonces tiene el hongo.
Si no hay coincidencia, podemos estar bastante seguros
de que no hay infección fúngica
Creo que el papel del CCG es ayudar a los científicos
a contestar sus preguntas, y existen muy pocas
que se puedan abordar sin datos genéticos.
Tenemos acceso a toda la información que se ha acumulado durante décadas
por científicos y naturalistas. y que están depositando
en nuestra colección con muy buenos datos ecológicos
que están asociados con esto.
Es muy importante que podamos desbloquear ese conocimiento.
♪ (música) ♪
Probablemente, la parte más interesante para mí fue responder
esas preguntas que me he hecho desde que era un niño.
La Biología Evolutiva nos ayuda a entender la naturaleza que nos rodea.
Primero y principal, estoy interesada en los temas evolutivos,
estoy muy interesada en la biodiversidad que existen en la Tierra.
Todo, desde la identificación de especies hasta los profundos temas evolutivos,
se puede abordar con el ADN
y el CCG proporciona todos los recursos necesarios.
Si alguien está recolectando aves o reptiles o cualquier cosa,
lo trae al laboratorio y extrae el ADN,
se purifica el ADN separándolo de todo el material celular
y así se obtiene el ADN puro. Una vez que se obtiene el ADN,
se pueden hacer toda clase de cosas; con él: se pueden secuenciar
esos genes para diferentes organismos y luego compararlos entre sí
para generar una historia evolutiva o un "árbol familiar"
para genes y especies.
Durante los últimos 30 años, la principal plataforma para secuenciar
ha sido la secuenciación de Sanger.
Con este método, analizamos una sección del genoma a la vez.
Con los métodos de secuenciación de última generación,
se incrementa enormemente la información
porque se pueden hacer numerosas secuenciaciones en paralelo.
Aquí tenemos la máquina de secuenciación MiSeq
y podemos llevar a cabo 25 millones de secuencias en una sola lectura.
En la actualidad, hay una tercera generación de secuenciación.
Aquí tenemos una máquina Oxford Nanopore MinION.
Mediante la lectura de esas señales eléctricas,
podemos leer el ADN, y cabe en mi bolsillo, es fantástica.
Matt Van Dam está actualmente trabajando con gorgojos, usando estas dos tecnologías
para tratar de entender la historia evolutiva de estos animales.
Los gorgojos pertenecen a una de las familias de los escarabajos.
Uno de los problemas con el ensamblaje de un genoma es
estos pequeños bits de información,
pues, a veces, pegarlos
en la forma correcta es extremadamente complicado,
pero, para lecturas extensas, el Nanopore lo hace muy bien.
Un grupo de aquí de la Academia está secuenciando
el genoma completo del pez Ángel Enano,
incluyendo todos los cromosomas,
las mitocondrias, y todo lo demás.
Es un trabajo fascinante.
Lauren está tratando de verificar cuáles genes están activos, o encendidos,
y qué combinaciones pueden generarse
cuando activamos o desactivamos diferentes genes.
Una de las cosas más extraordinarias es que solo hemos caracterizado
cerca del 1 % del veneno de los escorpiones
y un solo escorpión puede tener
150 tipos únicos de veneno en su glándula venenosa
y posee los genes para producir todos estos tipos de venenos
que son altamente específicos.
Ahora se está investigando activamente el uso del veneno de escorpión
para el tratamiento del cáncer, la artritis, la esclerosis múltiple.
Ella está usando lo que llamamos RNA-seq o transcriptomas
y lo que hace es secuenciar todas las proteínas
que es una forma de omitir la secuenciación de todo el genoma
y enfocarse solo en el ARN que es el que produce las proteínas.
He estado involucrado durante muchos años con el proyecto del caballito de mar
y hemos tratado de entender este grupo tan complejo.
Al parecer, su evolución fue muy rápida y se generaron muchas formas diferentes
y, por eso, tenemos los caballitos de mar, los peces aguja, los dragones de mar
y todos estos peces silvestres, y en realidad no se conocen sus relaciones
porque han evolucionado y se han diversificado muy rápidamente
en un corto período de tiempo.
Ahora estamos usando una nueva tecnología llamada elementos ultraconservados,
que son partes del genoma que han persistido sin cambio alguno
durante cientos de millones de años, para reconstruir sus ramificaciones.
Nuestras exhibiciones tienen muchos anfibios y cuando incluimos otros,
tenemos que asegurarnos de no diseminar
el hongo quítrido al resto de nuestros anfibios.
Si los colocamos con los que están en las exhibiciones,
todos podrían morir.
Hemos creado estas sondas que son pedazos de ADN que coinciden
con los marcadores específicos del hongo quítrido;
si la sonda coincide, sabemos que tienen este hongo,
pero si no coinciden; entonces, estaremos seguros
de que no están infectados con este hongo.
Creo que el papel de la CCG es ayudar a cada científico
a responder sus preguntas y son muy pocas las preguntas
que se pueden abordar sin la información genética.
Poseemos toda esta información que los científicos y naturalistas
han acumulado por décadas
y la están depositando en nuestra colección
con muy buena información ecológica
asociada.
También es importante develar estos conocimientos.
(música)
Probablemente, lo que más me atrajo fuera responder
esas preguntas que me hacía desde chico.
La biología evolutiva nos ayuda a entender la naturaleza.
Sobre todo, me interesan las cuestiones evolutivas.
Me interesa la biodiversidad que vemos en la Tierra.
Desde la identificación de especies hasta las preguntas evolutivas complejas,
todo se puede abordar con el ADN
y el CCG brinda los recursos necesarios.
Así, cuando alguien recolecta aves, reptiles o lo que sea,
lo trae al laboratorio y extrae el ADN.
Lo purifica y lo separa del resto de los componentes celulares,
así se obtiene ADN puro.
Teniendo el ADN puro, se pueden hacer todo tipo de cuestiones.
Se puede secuenciar ese gen para distintos organismos
y luego comparar unos con otros para armar una historia evolutiva
o un "árbol familiar" para genes y especies.
La plataforma principal para secuenciar es, hace 30 años,
la secuenciación de Sanger.
Este método permite observar las porciones de genoma, de a una por vez.
Los métodos de secuenciación de segunda generación,
aumentan, notablemente, los datos obtenidos,
ya que la secuenciación puede hacerse en paralelo.
Con el aparato de secuenciación MiSeq,
podemos generar 25 millones de secuencias en una sola lectura.
Actualmente, existe una secuenciación de tercera generación.
Este es un secuenciador MinION de Oxford Nanopore.
Al leer esas señales eléctricas, podemos leer el ADN.
Cabe en el bolsillo. Es increíble.
(risa)
Matt Van Dam trabaja con gorgojos y utiliza esta nueva tecnología
para entender su historia evolutiva.
Los gorgojos son un tipo especial de escarabajos.
Un problema del ensamble de genomas
es que se tienen pedacitos de información.
Y a veces, juntarlos de forma correcta
es extremadamente complicado.
El Nanopore funciona bien con las lecturas más largas.
Hay un grupo en la Academia que está secuenciando
el genoma completo del pez ángel marino
y eso incluye todos los cromosomas,
la mitocondria completa y todo.
Es un trabajo fascinante.
Lauren trata de ver qué genes están activos o encendidos
y qué combinaciones pueden producirse,
cuando estos genes se encienden o apagan.
Lo más loco es que solo caracterizamos
el 1% de los venenos de escorpión.
Un único escorpión puede tener
150 tipos de veneno en su glándula venenosa.
Por lo tanto, tiene genes para crear todos esos venenos
y estos venenos son muy específicos.
Se está investigando el uso de veneno de escorpión para tratar el cáncer,
la artritis, la esclerosis múltiple.
Está usando algo llamado RNA-Seq o transcriptómica
y lo que se hace es secuenciar todas las proteínas,
es una forma de saltear la secuenciación genómica
y concentrarnos solo en el ARN, que es lo que produce las proteínas.
El proyecto hipocampo
es algo en lo que trabajo hace años.
Estamos tratando de entender a este grupo sumamente complejo.
Parece que evolucionaron muy rápido y crearon muchas formas diferentes,
por eso tenemos hipocampos, peces pipa, dragones de mar,
todos estos peces de aspecto salvaje y nadie sabe bien qué relación tienen,
porque evolucionaron y se dispersaron muy rápido
y en un período de tiempo muy corto.
Usamos una tecnología nueva llamada elementos ultraconservados,
que son partes del genoma que no experimentaron cambios
durante millones de años, para poder reconstruir esas ramas.
Al tener muchos anfibios en exhibición, cuando los traemos,
debemos asegurarnos de no desperdigar
hongo quítrido al resto de los anfibios.
Si lo pusiéramos con el resto de los ejemplares,
seguramente todos morirían.
Creamos unas sondas, que son partes de ADN que coinciden
con marcadores únicos del hongo quítrido.
Si la sonda coincide, tiene el hongo.
Si no coincide, estamos casi seguros
de que no hay infección de hongos.
Creo que la función del CCG es ayudar a que cada científico
responda sus preguntas y hay muy pocas preguntas
que se pueden abordar sin datos genéticos.
Tenemos mucha información que se fue acumulando durante décadas,
gracias a científicos y a naturalistas que la depositan
en nuestra colección que incluye
datos ecológicos asociados a ella.
Es muy importante que podamos descifrar ese conocimiento.
(música)
احتمالا جذاب ترین قسمت برای من
پاسخ دادن به این سوالات بلند مدت بود که از زمان کودکی داشتم
زیست شناسی تکاملی به ما کمک می کند که طبیعت اطرافمان را درک کنیم.
دردرجه ی اول من به سوالات تکاملی علاقه مند هستم.
تنوع زیستی که روی زمین مشاهده می کنیم برای من بسیار جالب است.
همه چیز از شناسایی گونه ها تا سوالات عمیق تکاملی
می توانند با DNA مورد بررسی قرار گیرند.
و GCC همه ی منابع مورد نیاز را فراهم می کند.
بنابراین اگر کسی در حال جمع آوری پرندگان، خزندگان و... است
آن را به آزمایشگاه می آورد و DNA را استخراج می کند.
آن ها DNA را خالص سازی می کنند و تمام مواد سلول را از DNA جدا می کنند
و سپس یک DNA خالص به دست می آید.
هنگامی که DNA خالص به دست آوردید، می توانید همه کار با آن انجام دهید.
می توانید آن ژن را برای بسیاری از موجودات مختلف توالی یابی کنید.
و سپس آن ها را با هم مقایسه کرده و یک تاریخچه ی تکاملی
یا یک "شجره نامه" برای ژن ها و گونه ها بسازید.
مبنای اصلی برای توالی یابی در 30 سال اخیر
توالی یابی به روش سنگر است.
با این روش ما هر بار یک قسمت ژنوم را بررسی می کنیم.
با روش های توالی یابی نسل جدید اطلاعاتی
که می توانیم به دست آوردیم به شدت افزایش یافته است
♪ (musique) ♪
Ce qui m'a probablement le plus attiré,
c'est de répondre à ces questions longtemps restée en suspend
et que je me posais depuis l'enfance.
La biologie de l'évolution nous aide à comprendre la nature qui nous entoure.
Avant toute chose, je m'intéresse aux questions de l'évolution.
Je m'intéresse beaucoup à la biodiversité que nous voyons sur Terre.
De l'identification des espèces aux grandes questions de l'évolution,
tout peut être abordé avec l'ADN,
et le CCG fournit toutes les ressources nécessaires.
Donc si quelqu'un récupère des oiseaux, des reptiles ou autres, dehors,
ils les ramènent au labo et en extrait l'ADN.
Ils purifient l'ADN en le séparant de tout le matériel cellulaire,
et on a de l'ADN pur.
Une fois qu'on a de l'ADN pur, on peut faire toutes sortes de choses.
On peut séquencer un gène pour divers organismes,
puis les comparer les uns aux autres et construire une histoire évolutive
ou un "arbre généalogique" des gènes et des espèces.
Ces 30 dernières années,
le principal dispositif de séquençage, c'est le séquençage de Sanger.
Avec cette méthode, on regarde une section du génome à la fois.
Avec les méthodes nouvelle génération,
les données qu'on peut obtenir augmentent fortement,
parce qu'on peut faire beaucoup de séquençage en parallèle.
Ici, on a la machine de séquençage MiSeq
et on peut produire 25 millions de séquences en une lecture.
Plus récemment, le séquençage de 3ème génération est arrivé.
Ici, on a un dispositif MinION d'Oxford Nanopore Technologies.
En lisant ces signaux électriques, on est capable de lire l'ADN.
Ça tient dans ma poche. C'est génial.
(Rires)
Matt Van Dam travaille actuellement avec cette technologie sur des charançons
pour essayer de comprendre l'histoire évolutive des charançons.
Les charançons sont une famille particulière de coléoptères.
Un des problèmes de l'assemblage du génome,
c'est qu'on a tous ces petits bouts d'information.
Et parfois, les assembler comme il faut s'avère extrêmement compliqué.
Le Nanopore s'en sort plutôt bien pour ces lectures plus longues.
On a un groupe, ici à l'Académie, qui séquence
le génome complet du poisson-ange pygmée.
Et ça inclut tous les chromosomes,
toutes les mitochondries, et tout le reste.
C'est un travail très excitant.
Lauren essaye de déterminer les gènes qui sont actifs ou activés
et quels types de combinaisons peuvent être produits avec ces gènes
s'ils sont activités ou pas.
Un des trucs les plus fous,
c'est qu'on a caractérisé qu'1% des venins de scorpions.
Un même scorpion peut avoir
150 types de venin uniques dans sa glande à venin.
Et ce, parce qu'il a des gènes pour créer tous ces différents venins,
et ces venins sont hautement spécifiques.
Il y a une recherche active sur l'usage de venin de scorpion
pour traiter le cancer, l'arthrite, et de multiples scléroses.
Donc elle utilise ce qu'on appelle " l'ARN-Seq " ou la transcriptomique,
et ce qu'on fait c'est qu'on séquence toutes les protéines.
C'est une façon d'éviter de séquencer tout le génome
et de se focaliser uniquement sur l'ARN qui produit les protéines.
Je suis impliqué dans le projet hippocampe depuis des années.
On essayait de comprendre ce groupe très complexe.
Apparemment, ils ont évolué très vite et vers différentes formes,
donc on a des hippocampes, des vipères de mer, des dragons de mer,
tous ces poissons aux formes folles, et nul ne connait vraiment leurs relations
parce qu'ils ont évolué et divergé très rapidement
et dans une très courte période.
On utilise une nouvelle technologie appelée "éléments ultra-conservés",
ce sont des morceaux de génome
qui sont restés inchangés durant des centaines de millions d'années,
donc on peut reconstituer ces branches.
Nous exposons beaucoup d'amphibiens donc quand on en ramène,
on doit s'assurer de ne pas propager de champignon chytride
parmi les autres amphibiens.
Si on contaminait les autres,
ils mourraient probablement tous.
On créé essentiellement ces sondes, qui sont des portions d'ADN
qui correspondent aux marqueurs uniques du champignon chytride.
Si la sonde correspond, on sait qu'il a ce champignon
S'il n'y a pas de concordance, on sait qu'il n'y a pas d'infection fongique.
Je pense que le rôle du CCG est d'aider chaque scientifique
à répondre aux questions qu'il se pose, et il y a très peu de questions
qu'on peut aborder sans données génétiques.
On a toute ces informations accumulées pendant des décennies
par des scientifiques et des naturalistes, et ils les déposent dans notre collection
avec de très bonnes données écologiques associées.
Il est très important qu'on puisse aussi délivrer ce savoir.
♪ (musique) ♪
(musik)
Mungkin hal yang paling menarik bagi saya adalah
menjawab pertanyaan yang sudah muncul sejak saya kecil.
Biologi evolusioner membantu pemahaman kita tentang alam.
Saya tertarik terutama pada pertanyaan evolusioner.
Saya sangat tertarik pada keragaman hayati yang kita temui di bumi.
Segalanya mulai dari identifikasi spesies, hingga pertanyaan evolusioner
dapat ditangani dengan DNA,
dan CCG menyediakan semua sumber daya yang diperlukan.
Maka jika seseorang mengumpulkan burung, atau reptil, atau apa pun,
bisa dibawa ke laboratorium, dan DNA diekstrak.
DNA dimurnikan, dan semua sel dipisahkan dari DNA,
lalu menjadi DNA murni.
Begitu DNA murni didapatkan, banyak hal bisa diperiksa.
Gen organisme yang berbeda bisa dirangkai,
lalu dibandingkan, dan sejarah evolusioner,
atau "pohon keluarga" untuk gen, dan spesies dibangun.
Dalam 30 tahun terakhir, platform utama untuk merangkai
dinamakan rangkaian Sanger.
Dengan metode itu kita melihat satu bagian genom sekaligus.
Dengan metode gen-berikut, data yang didapatkan
meningkat pesat, karena
banyak rangkaian bisa dilakukan secara berparalel.
Di sini ada mesin perangkai MiSeq,
dan kita bisa memproduksi 25 juta rangkaian dalam sekali baca.
Baru-baru ini, ada perangkai generasi ketiga.
Ini adalah mesin MinION Nanopore Oxford.
Dengan membaca sinyal elektrik itu, kita bisa membaca DNA.
Itu bisa masuk kantong saya. Hebat.
(Tertawa)
Matt Van Dam sedang memeriksa kumbang penggerek dengan teknologi ini
untuk mengetahui sejarah evolusi kubang tersebut.
Kumbang penggerek termasuk keluarga kumbang.
Salah satu permasalahan rangkaian genom,
yaitu ada banyak informasi kecil-kecil.
Dan terkadang, menyatukan sel kecil
dengan benar menjadi begitu rumit.
Untuk pembacaan yang lebih lama, The Nanopore cukup baik.
Satu kelompok di Academy sedang merangkai
genom lengkap ikan Centropyge argi,
dan itu mencakup semua kromosom,
semua mitokondria, dan segalanya.
Percobaan yang mengasyikkan.
Lauren sedang berusaha melihat gen mana yang aktif, atau menyala,
dan kombinasi macam apa yang bisa dihasilkan
oleh gen berbeda yang dinyalakan, dan dimatikan.
Hebatnya adalah kita baru mengkarakterisasi
1% racun kalajengking.
Seekor kalajengking mungkin memiiki
150 tipe unik racun dalam kelenjar racunnya.
Maka ada gen untuk menciptakan racun-racun berbeda ini,
dan racun tersebut sangat spesifik.
Sedang ada penelitian tentang penggunaan racun kalajengking untuk mengobati kanker,
radang sendi, dan sklerosis ganda.
Dia menggunakan sesuatu yang disebut RNA-Seq, atau transcriptomics,
dan yang perlu dilakukan adalah merangkai semua protein,
semacam cara untuk mempersingkat rangkaian genom,
dan hanya berfokus pada RNA yang memproduksi protein.
Proyek kuda laut adalah
sesuatu yang sudah lama melibatkan saya.
Kita berupaya memahami kelompok yang sangat kompleks ini.
Rupanya mereka berevolusi begitu cepat, dan menciptakan banyak bentuk lain,
jadi, ada kuda laut, syngnathinae, naga laut berdaun,
semua ikan berbentuk aneh, dan tak ada yang mengetahui hubungannya,
karena mereka berevolusi, dan menyebar begitu cepat,
dan dalam waktu singkat saja.
Kita menggunakan teknologi baru yang disebut ultra-conserved elements,
dan ini adalah bagian dari genom yang tak berubah
sepanjang ratusan juta tahun tidak merekonstruksi cabangnya.
Di pameran ada banyak amfibi, maka kami memasukkannya,
tapi juga dipastikan fungus sitrid amfibi
tidak tersebar ke amfibi lain.
Jika dimasukkan dengan hewan lain,
kemungkinan besar semua akan mati.
Kami menciptakan penyelidikan ini, potongan-potongan DNA
yang cocok dengan tanda unik, dan fungus sitrid amfibi.
Jika cocok, maka mengandung fungus ini.
Jika tidak, maka bisa dipastikan
tidak ada infeksi fungus.
Saya rasa peran CCG adalah membantu para ilmuwan
menjawab pertanyaan mereka, dan ada sedikit pertanyaan
yang bisa ditangani tanpa data genetis.
Kita memiliki semua informasi yang dikumpulkan selama beberapa dekade
oleh para ilmuwan, dan pakar alam, dan mereka menyimpannya
dalam koleksi kami dengan data ekologi yang berkaitan,
juga sangat teratur.
Penting sekali jika kita juga bisa memahami pengetahuan tersebut.
(musik)
Probabilmente la parte più interessante per me era rispondere
alle domande che mi ponevo fin da bambino.
La biologia evolutiva ci aiuta a capire la natura attorno a noi.
Prima di tutto mi interessano le domande riguardo all'evoluzione.
Mi interessa molto la biodiversità che vediamo qui sulla Terra.
Ogni cosa dall'identificazione delle specie alle domande sull'evoluzione
può essere affrontata con il DNA,
e il Centro per la Genomica Comparativa fornisce tutte le risorse necessarie.
Così se qualcuno raccoglie uccelli o rettili o altri organismi,
li porta al laboratorio e viene estratto il loro DNA.
Il DNA è purificato e tutto il materiale cellulare è separato dal DNA,
e allora si ha DNA puro.
Una volta ottenuto il DNA puro, con questo si può fare di tutto.
Si può sequenziare un gene in molti organismi diversi
e quindi comparare le sequenze e costruire una storia evolutiva
o un "albero genealogico" per geni e specie.
Negli ultimi 30 anni il metodo principale per il sequenziamento
è stato il metodo di Sanger.
Con questo metodo si può esaminare una sezione del genoma alla volta.
Con i metodi di sequenziamento di ultima generazione i dati
che si possono ottenere sono enormemente aumentati
perché molto sequenziamento può essere eseguito in parallelo.
Qui abbiamo il sequenziatore MiSeq
e possiamo produrre 25 milioni di sequenze in una lettura.
Più recente è una terza generazione di sequenziatori.
Qui abbiamo un Oxford Nanopore MinION.
Leggendo questi segnali elettrici siamo in grado di leggere il DNA.
Sta in una tasca. E' straordinario.
Matt Van Dam sta lavorando sul punteruolo usando questa nuova tecnologia
per cercare di capire la storia evolutiva dei punteruoli.
I punteruoli sono una particolare famiglia di coleotteri.
Un problema nell'assemblaggio del genoma
è che ci sono tutti questi frammenti di informazione.
E, a volte, attaccarli assieme correttamente
è estremamente complicato.
Il Nanopore funziona abbastanza bene per queste letture più lunghe.
Un gruppo di noi qui all'Academy sta sequenziando
il genoma completo del pesce angelo pigmeo,
e questo comprende quello dei cromosomi
e quello dei mitocondri.
E' un lavoro emozionante.
Lauren sta cercando di esaminare quali geni sono attivi o accesi
e quali combinazioni si possono presentare
accendendo o spegnendo geni diversi.
Una delle cose più pazzesche è che abbiamo caratterizzato
solo circa l'1% dei veleni degli scorpioni.
Un singolo scorpione potrebbe avere
150 tipi unici di veleno nella sua ghiandola velenifera.
E ha i geni per creare tutti questi diversi veleni,
e questi veleni sono altamente specifici.
C'è un'attiva ricerca sull'uso del veleno di scorpione nel trattamento del cancro,
dell'artrite e della sclerosi multipla.
Lei sta usando il sequenziamento dell'RNA o trascrittomica,
e fa il sequenziamento delle proteine.
E' un modo per evitare il sequenziamento dell'intero genoma
e potersi concentrare solo sull'RNA che è quello che produce le proteine.
Sono stato coinvolto per anni
nel progetto sui cavallucci marini.
Cercavamo di capire questo gruppo così complesso.
Apparentemente si sono evoluti rapidamente creando molte forme diverse,
così ci sono cavallucci, pesci ago, draghi marini,
tutti pesci stranissimi, e nessuno conosce veramente le relazioni
perché si sono evoluti e si sono diffusi molto rapidamente
ed in un periodo di tempo molto breve.
Stiamo usando la nuova tecnologia degli elementi ultra-conservati,
che sono parti del genoma che sono rimaste immutate
per centinaia di milioni di anni, per ricostruire le ramificazioni.
Nelle nostre esposizioni ci sono tantissimi anfibi,
quindi quando li portiamo dentro,
dobbiamo essere sicuri di non diffondere il fungo chitride.
Se lo introducessimo nelle esposizioni,
probabilmente gli anfibi morirebbero tutti.
Essenzialmente creiamo queste sonde, che sono frammenti di DNA
che si appaiano con marcatori genetici del fungo chitride.
Se la sonda si appaia, sappiamo che c'è il fungo.
Se non c'è appaiamento, possiamo essere
abbastanza sicuri che non c'è infezione.
Penso che il ruolo del CCG sia aiutare ogni scienziato
a rispondere alle sue domande e ci sono pochissime domande
alle quali si possa rispondere senza dati genetici.
Abbiamo tutte queste informazioni che sono state raccolte per decenni
da scienziati e naturalisti che le hanno depositate
nella nostra collezione insieme a dati ecologici molto buoni
che sono a loro associati.
E' molto importante che possiamo rivelare anche questa conoscenza.
私が最も魅力を感じたのは
幼い頃から抱いていた 長年の問いに答えを出すことでした
進化生物学は 私達を囲む自然を理解するのに役立ちます
第一に 私は進化をめぐる問いに 興味を持っています
私達が地球上で目にする生物多様性に とても興味があります
種の識別から 難解な進化の問題まですべて
DNAで対処できますし
CCGも必要な情報をすべて与えてくれます
鳥でも爬虫類でも何であれ 収集している研究者が
研究室で それら生物のDNAを抽出します
DNAから不純物を取り除き すべての細胞物質をDNAから切り離すと
純粋なDNAとなります
純粋なDNAを取り出せれば 様々なことができます
たくさんの異なる有機体の 配列を決定できるので
それらを互いに比較して
進化の歴史や遺伝子や種に関する系図を 築くこともできます
この30年間の 配列決定の主要プラットフォームは
サンガー法です
この方法で一度に１つずつ ゲノムの断片を調べます
次世代型シーケンサー法では
得られるデータが大幅に増加しました
同時並行で 配列決定できるからです
こちらはMiSeqという配列決定機で
一度の読み込みで 2,500万の配列決定を引き出せます
第三世代型シーケンサーが最新です
こちらは オックスフォード・ナノポア MinION機です
電気信号を読み込むことで DNAを解析できます
ポケットに入る小型で 驚きます
マット・ヴァン・ダンは 現在この 新テクノロジーを利用してゾウムシを研究し
ゾウムシの進化の歴史を 理解しようとしています
ゾウムシは カブトムシ科に属します
ゲノムアセンブリの問題の１つは
得られる情報が断片的なので
適切に再構築するのが 非常に厄介なこともあることです
ナノポアはこうした 比較的長い解析に適しています
当アカデミーの１グループでは
ピグミー・エンゼルフィッシュの 完全ゲノムを配列決定しています
これには染色体やミトコンドリア その他が含まれます
非常に面白い研究です
ローレンは 活発な遺伝子や発現した遺伝子の識別や
異なる遺伝子の発現／非発現 により 得られる組み合わせの調査を試みています
驚くことの１つとして
サソリ毒の特性は １％しか明らかになっていないのです
サソリ単一個体には
毒腺に150もの独自の毒型がある 可能性があります
サソリにはそうした異なる毒型をつくる 遺伝子があるのです
こうした毒型は非常に特異的です
サソリの毒を治療に利用するという 積極的な研究があります
例えば がんや関節炎や 多発性硬化症の治療などです
彼女は RNA-Seqや転写学 というものを用いています
することは タンパク質すべての配列決定です
これは ゲノムの配列決定を スキップするようなもので
タンパク質をつくる RNAだけに集中できます
タツノオトシゴの研究には 長年 取り組んできました
この非常に複雑なグループを 理解しようとしてきました
タツノオトシゴは非常に速く進化し 多くの異なる姿をつくったようです
タツノオトシゴ、ヨウジウオ、 シードラゴンといった
面白い外観の魚達の関係性は 明らかになっていないのです
非常に短期間に 急速に進化し 枝分かれしたからです
超保存エレメントという 新テクノロジーを利用しています
これらは 何億年にもわたり 変化していないゲノムの一部で
これらの種分化を再構築するのです
私達の展示生物には両生類も多いので 持ち込む際には
他の両生類にツボカビを 移さないようにする必要があります
ツボカビが他の展示生物に移ったら
全滅してしまうでしょう
基本的に DNA断片のプローブを作成します
ツボカビがある場合 独自のDNA配列が一致します
プローブが一致したら 真菌があるとわかり
一致しなければ 高確率で真菌感染はありません
CCGの役割は 科学者全員の 問題解決を助けることだと思います
遺伝的データなしで 取り組める問題は非常に少ないのです
私達には 数十年にわたり 科学者や動植物学者に蓄積された情報があり
優れた関連生態学的データと共に 私達のコレクションに預けられているのです
その知識を解き明かせることもできるのは 非常に重要です
(음악~)
제가 어렸을 때부터 가지고 있던 질문들을 대답하는 것은
가장 흥미로운 부분이었습니다.
진화 생물학은 우리가 주변의 자연을 이해하는 데 도움을 줍니다.
먼저 이러한 진화와 관련된 질문들에 흥미가 있었습니다.
저는 지구의 생물다양성에 관심이 갔습니다.
종의 인식, 깊은 진화 관련 질문들 등 모든 것들은
DNA와 연관지어 생각해볼 수 있습니다
CCG는 필요한 모든 것들을 제공합니다.
어느 사람이 조류, 파충류 또는 어느 동물이든 모으고 있다면
연구실로 가져와 DNA를 추출합니다.
DNA를 정화하고 세포의 물질들을 DNA로부터 분리합니다.
그러면 순수한 DNA만을 채취할 수 있습니다.
그 DNA로 모든 것을 할 수 있습니다.
생물체들을 위해 유전자를 분석하고 비교하여
유전자와 종을 위한 가계도와
진화의 역사를 정립할 수 있습니다.
DNA 염기 서열 분석 방법 중 하나인
Sanger sequencing은
지난 30년 동안 주요한 서열분석 방법이었습니다.
그 방법에서, 한 번에 한 부분만의 게놈을 관찰합니다.
이 염기 서열 분석 방법으로 얻을 수 있는 데이터는
엄청나게 증가합니다.
한 번에 많은 서열 분석을 할 수 있기 떄문입니다.
우리는 MiSeq 서열 분석 기계를 가지고 있습니다.
한 번 읽을 때 2천5백만개의 서열을 생산할 수 있습니다.
최근에 세번째 세대의 염기 서열을 했습니다.
여기에 Oxford Nanopore MinION 기계가 있습니다.
저 전기 신호를 분석함으로써 DNA 역시 분석할 수 있습니다.
제 주머니에 들어갈 정도입니다. 대단해요!
(웃음^^)
Matt 씨는 요새 이 기계로 바구미(곤충)에 대해 분석하고 있습니다.
바구미의 진화 역사를 알아보려고 말이죠
바구미는 딱정벌레목에 속합니다.
대량의 짧은 정보들만 가지고 있다는 것이
게놈의 문제 중 하나입니다.
가끔씩, 그 정보들을 올바른 순서로 조합하는 것은
매우 복잡합니다.
Nanopore (기계)는 긴 분석을 꽤 잘합니다.
우리는 Pygmy Angelfish의
모든 염색체를 포함한
완전한 DNA 서열을 분석하고 있습니다.
모든 미토콘드리아 등 세포 내 모든 것들을요
매우 흥미로운 연구입니다.
Lauren 씨는 여러 다른 유전자를 활성화시키고 불활성화시키면서
어느 유전자가 활성화되어있는지
어떤 조합이 생성될 수 있는지 알아보고 있습니다.
엄청난 것은 우리가 아직 전갈 독의
1% 밖에 분석하지 못했다는 것입니다.
한 개체의 전갈은
150가지 독특한 형태의 독을 가지고 있을 것이라는 겁니다.
그래서 여러가지의 독을 만드는 유전자를 가지고 있습니다.
그 독은 매우 특정합니다.
암, 관절염, 여러 장기의 경화를 치료하기위해
전갈 독을 사용하는 연구를 진행 중입니다.
이 연구를 위해 RNA 서열, 전이학을 사용하고 있습니다.
우리가 하는 것은 모든 단백질 서열을 분석해내는 것입니다.
이는 전체 유전자의 서열분석을 피하는 방법입니다.
그리고 단백질을 생산하는 RNA에만 집중할 수 있습니다.
저는 해마를 수년동안
연구하고 있습니다.
이 복잡한 생물체에 대해 알아보려 하고 있습니다.
해마는 급진적으로 진화했고, 다른 형태를 만들어냈습니다.
그 형태들에는 해마, 실고기, 풀잎해룡이 있습니다.
이 야생적으로 생긴 물고기들의 관계는 아무도 모릅니다.
그들이 짧은 시간에 빠르게 진화해서입니다.
우리는 ultra-conserved elements기술을 사용하고 있습니다.
수억년동안 저 부분들을 재생산하기위해
유전자는 바뀌지 않았습니다.
우리 전시회는 양서동물을 전시하고 있습니다.
그래서 전시회에 동물들을 데려올 때
와호균을 양서동물에게 퍼뜨리지 않도록 해야했습니다.
우리가 그것을 다른 전시동물과 둔다면
모두 죽을 것입니다.
우리는 와호균에 일치하는 독특한 표시 DNA 조각들을 생산하고 있습니다.
DNA 조각이 일치하면 , 와호균을 갖고 있는 것을 알 수 있습니다.
일치하지 않으면, 균 감염이 없다고 확신합니다.
CCG의 역할은 모든 과학자들이 질문에 대한 답을 찾는 것을
돕는 것이라고 생각합니다.
유전정보 없이 다룰 수 있는 문제도 있습니다.
우리는 과학자, 자연주의자가 수십년간 모은 정보들을
가지고 있습니다.
그들은 그 정보들을
연관된 생태학 데이터와 함께
우리의 모음집에 두고 있습니다.
새로운 지식을 풀어낼 수 있다는 사실은 중요합니다.
(음악)
संगीत
सर्वात आव्हानात्मक होते या प्रश्नाचे उत्तर देणे
लहानपणापासून हा प्रश्न मला पडे.
आपल्या भोवतालचा निसर्ग जाणण्यासाठी जैविक उत्क्रांती मदत करते.
मी प्रारंभापासूनच याची उत्तरे शोधत असे.
पृथ्वी वरील जैविक विविधतेत मला रस वाटे.
प्रजातीची ओळख करण्यापासून त्यांच्यातील उत्क्रांती मला आकर्षित करे.
त्डीयाचा एनए शी काय संबंध आहे ?
CCG सेंटर फॉर कोम्पा टेटिव्ह जेनोम याची सर्व माहिती दे.ते
जर कोणास पक्षी वा सरीसृप प्राण्यांच्या डी.एन. ए चा अभ्यास करावयाचा असेल तर
ते त्यांना या प्रयोगशाळेत आणीत
पेसी पासून ते DNA वेगळे करीत.
त्यांना ते शुद्ध स्वरुपात मिळतात .
मग त्यापासून ते अनेक प्रयोग करू शकतात.
अन्य प्राण्यात त्यांचा क्रम लावू शकतात
त्यंची तुलना करून उत्क्रांतीचा इतिहास घडवितात
प्रजातीचा फमिली ट्री अभ्यासतात .
गेल्या तीस वर्षातील व्यासपीठ जीन्स सिक्वेस
SANGERR sequencing.होय
याद्वारे आपण एकावेळी genome चा एक भाग पाहू शकतो अभ्यासू शक्यो.
(muzyka)
Chyba najbardziej atrakcyjną częścią dla mnie to odpowiedź na
te odwieczne pytanie, które miałem od dziecka.
Biologia ewolucyjna pozwala nam zrozumieć przyrodę wokół nas.
Po pierwsze i przede wszystkim interesują mnie pytania ewolucyjne.
Bardzo interesuje mnie bioróżnorodność na Ziemi.
Wszystko od identyfikacji gatunków do poważnych, ewolucyjnych zagadnień
może być zbadane przy użyciu DNA,
a nasze laboratorium posiada odpowiednie środki.
Jeśli ktoś zbiera ptaki lub gady, albo coś innego,
to przynosi je tutaj i wyciąga z niego DNA.
DNA jest oczyszczane i materiał komórkowy z niego jest rozdzielany,
i zostaje czyste DNA.
Czyste DNA może posłużyć do różnych rzeczy.
Można sekwencjonować geny różnych organizmów
i porównać je z sobą, i stworzyć historię ewolucyjną
lub drzewo genealogiczne genów i gatunków.
Przez ostatnie 30 lat główną platformą sekwencjonowania
jest metoda sekwencjonowania Sangera.
W tej metodzie bada się jedną sekcję genomu na raz.
W sekwencjonowaniu następnej generacji dane
są znacznie większe, ponieważ
możemy wykonywać wiele sekwencji równolegle.
Tutaj mamy urządzenie MiSeq,
które pozwala nam na wykonanie 25 milionów sekwencji na raz.
Ostatnio jest też sekwencja trzeciej generacji.
Tutaj mamy urządzenie Oxford Nanopore MinION.
Dzięki tym elektrycznym sygnałom możemy odczytać DNA.
Mieści się w kieszeni. Jest super.
(śmiech)
Matt Van Dam używa tej nowej techniki przy swojej pracy nad ryjkowcami,
w celu zrozumenia ich ewolucji.
Ryjkowce należą do rodziny żuków.
Jednym z problemów zebrania genomu
jest posiadanie małych części informacji.
Czasami zebranie ich w całość
w poprawny sposób jest bardzo skomplikowane.
Nanopore radzi sobie z tym całkiem nieźle.
W Akademii zajmujemy się też sekwencjonowaniem
całego genomu żaglowca pigmejowego,
co obejmuje wszystkie chromosomy,
mitochondria, wszystko.
To bardzo ekscytująca praca.
Lauren próbuje odróżnić, które geny są aktywne lub włączone
i jakie kombinacje mogą powstać
przez włączanie i wyłączanie tych genów.
Jedna z dziwnych rzeczy to to, że do tej pory opisaliśmy
tylko 1% jadu skorpiona.
Pojedynczy skorpion może mieć
150 unikalnych typów jadu w jego gruczole.
Więc jege geny produkują różne jady,
i te jady są bardzo specyficzne.
Prowadzone są badania nad użyciem jadu skorpiona w leczeniu raka,
artretyzmu czy stwardnienia rozsianego.
Używa ona RNA-Seq, czy transkryptomów,
polega to na tym, że wszystkie białka są sekwencjonowane,
w ten sposób można pominąć sekwencjonowanie genomu
i skupić się tylko na RNA, które produkuje te białka.
Projekt Konik Morski to coś,
nad czym pracowałem wiele lat.
Chcemy zrozumieć tą bardzo skomplikowaną grupę.
Najwyraźniej wyewolwowały bardzo gwałtownie i stworzyły różne formy,
mamy więc koniki morskie, pławikoniki, wężynki,
te wszystkie dziko wyglądające ryby, i nikt tak naprawdę nie zna tych relacji
ponieważ wyewolwowały i promieniowały bardzo gwałtownie
w bardzo krótkim czasie.
Używamy nowej technologii, ultra-oszczędzania elementów,
to niezmienione części gemonu
przez setki milionów lat, w celu rekonstrukcji tych gałęzi.
Nasze eksponaty to wiele płazów, więc kiedy je przynosimy,
musimy się upewnić, że nie rozniesiemy
chytridiomikozy na resztę naszych płazów.
Jeśli roznieślibyśmy to na resztę eksponatów,
prawdopodobnie wszystkie by umarły.
Tworzymy te sondy, które są częściami DNA
pasującymi do unikalnych markerów chytridomikozy.
Jeśli sonda pasuje, wiemy, że to ten grzyb.
Jeśli tak nie jest, to prawdopodonie
nie ma infekcji grzybicznej.
Myślę, że zadaniem CCG jest pomóc każdemu naukowcowi
znaleźć odpowiedź na pytania, i jest niewiele pytań
jakie można zadać bez danych genetycznych.
Mamy tyle informacji, kolekcjonowanych przez dekady
przez naukowców i przyrodników,
którzy umieszczają je w naszej kolekcji
z dobrymi danymi ekologicznymi.
To bardzo ważne, abyśmy mogli odblokować tą wiedzę.
(muzyka)
Para mim, a parte mais aliciante foi talvez poder responder
às perguntas que eu fazia desde miúdo.
A biologia evolutiva ajuda-nos a perceber a Natureza à nossa volta.
Aquilo que mais me interessa são as questões da evolução.
Estou muito interessada na biodiversidade que existe na Terra.
Tudo, desde a identificação de espécies até às profundas questões da evolução
pode ser estudado através do ADN
e o CCG proporciona todos os recursos necessários.
Se alguém andar por aí a apanhar aves ou répteis ou o que seja,
e os trouxer ao laboratório, extraímos-lhe o ADN.
Purificamos o ADN e retiramos todo o material da célula do ADN.
Ficamos assim com ADN puro.
Com ADN puro, podemos fazer todo o tipo de coisas.
Podemos sequenciar um gene para muitos organismos diferentes,
compará-los uns com os outros e criar uma história da evolução
ou uma "árvore genealógica" para genes e espécies.
A principal plataforma para a sequenciação,
nos últimos 30 anos, é a sequenciação Sanger.
Com esse método, olhamos para uma secção do genoma de cada vez.
Com os métodos de sequenciação da geração seguinte,
podemos obter muitos mais dados
porque podemos fazer muitas sequenciações em paralelo.
Temos aqui a máquina de sequenciação MiSeq
e podemos produzir 25 milhões de sequências numa só leitura.
Mais recentemente, há uma sequenciação de terceira geração.
Temos aqui uma máquina Oxford Nanopore MinION.
Através da leitura destes sinais elétricos podemos ler o ADN.
Cabe no meu bolso, é fantástico!
Matt Van Dam está agora a trabalhar em gorgulhos,
usando esta nova tecnologia,
para tentar compreender a história da evolução dos gorgulhos.
Os gorgulhos são uma família particular de coleópteros.
Um dos problemas na montagem de um genoma
é que temos todos estes pedacinhos de informações.
E, por vezes, é muito complicado juntá-los da forma correta.
A Nanopore funciona muito bem para estas leituras compridas.
Há aqui na Academia um grupo que está a sequenciar
o genoma completo do peixe-anjo anão
que inclui todos os cromossomas,
todas as mitocôndrias, tudo.
É um trabalho muito interessante.
Lauren está a tentar observar quais os genes ativos ou não
e que tipo de combinações se podem produzir
ligando ou desligando esses diferentes genes.
Uma das coisas mais loucas
é que ainda só caracterizámos cerca de 1% dos venenos dos escorpiões.
Um único escorpião pode ter 150 tipos diferentes de veneno
na glândula venenosa.
Portanto, tem genes para criar todos esses venenos diferentes
e esses venenos são altamente específicos.
Há uma investigação ativa para usar o veneno de escorpião
no tratamento do cancro, da artrite e da esclerose múltipla.
Por isso, ela usa uma coisa chamada ARN-Seq ou transcriptomia.
O que se faz é a sequenciação de todas as proteínas.
É uma certa forma de ultrapassarmos a sequenciação de todo o genoma
e concentrarmo-nos apenas no ARN que é o que produz as proteínas.
O projeto do cavalo-marinho
é uma coisa em que estou envolvido há muitos anos.
Temos tentado compreender este grupo muito complexo.
Segundo parece, evoluíram muito rapidamente
e criaram muitas formas diferentes.
Temos cavalos-marinhos, peixes-cachimbo, dragões-marinhos,
todos estes peixes de aspeto estranho e ninguém sabe ao certo qual a relação
porque evoluíram e diferenciaram-se muito rapidamente
num período de tempo muito curto.
Usamos uma nova tecnologia chamada elementos ultra-conservados,
que são partes do genoma que se mantiveram inalterados
ao longo de centenas de milhões de anos, para reconstruir esses ramos.
As nossas exposições têm imensos anfíbios,
por isso, quando vêm para aqui, temos que garantir
que não espalham fungos Chytridiomycota para os outros anfíbios.
Se os puséssemos junto dos outros anfíbios das exposições,
provavelmente morreriam todos.
Criamos estas sondas de teste, que são pedaços de ADN
que correspondem a marcadores especiais dos fungos Chytridiomycota.
Se a sonda corresponde, é porque existe esse fungo.
Se não há correspondência,
ficamos com a certeza de que não há infeção de fungos.
Penso que o papel do CCG
é ajudar todos os cientistas a responder às suas questões
e há muito poucas questões que possamos abordar sem dados genéticos.
Temos toda esta informação
que cientistas e naturalistas acumularam durante décadas
e estão a ser utilizadas na nossa coleção com dados ecológicos muito bons
com ela associados.
É muito importante podermos desbloquear todo esse conhecimento.
Tradução de Margarida Ferreira
♪ (música) ♪
Provavelmente, a parte mais atraente para mim foi responder
essas perguntas de longa data que eu tenho desde que eu era criança.
A biologia evolucionária nos ajuda a entender a natureza ao nosso redor.
Em primeiro lugar, estou interessado em questões evolutivas.
Eu estou muito interessado na biodiversidade que nós vemos na Terra.
Tudo, desde a identificação das espécies até questões profundas, evolucionárias
podem ser endereçadas com DNA,
e o CCG fornece todos os recursos necessários.
Então, se alguém está coletando pássaros ou répteis ou algo assim,
eles o trazem para o lab e extraem o DNA.
Eles purificam o DNA e separam todo o material celular do DNA
e então, você tem puro DNA.
No momento em que se tem DNA puro, pode se fazer todo o tipo de coisa com ele.
Você pode sequenciar aquele gene para diferentes organismos
e então comparar entre eles e construir um histórico evolutivo
ou uma "árvore genealógica" para genes e espécies.
A principal plataforma para sequenciamento dos últimos 30 anos
é o sequenciamento Sanger.
Com esse método, nós olhamos uma seção do genoma por vez.
Com a próxima geração de métodos de sequenciamento
os dados que podemos obter são massivamente aumentados
porque podemos fazer muito do sequenciamento em paralelo.
Nós temos a máquina de sequenciamento MiSeq aqui
e podemos produzir 25 milhões de sequências em uma leitura.
Mais recentemente existe uma terceira geração de sequenciamento.
Aqui nós temos a máquina MiniOn Nanopore Oxford.
Por meio da leitura desses sinais elétricos, nós podemos ler o DNA.
Isso cabe no meu bolso. É incrível.
(risos)
Matt Van Dam está atualmente trabalhando com gorgulhos usando essa tecnologia
para tentar entender o histórico evolutivo de gorgulhos.
Gorgulhos são uma família particular de besouros.
Um dos problemas na montagem do genoma
é que você tem esses pequenos pedaços de informação.
E então, ás vezes, colocar eles juntos
do jeito certo é extremamente complicado.
A Nanopore faz muito bem para essas leituras longas.
Um grupo de nós aqui na academia está sequenciando
o genome complete de Pygmy Angelfish.
e isso inclui todos os cromossomos,
todas as mitocôndrias e tudo mais.
É um trabalho bem animado.
A Lauren está tentando olhar quais genes estão ativos ou ligados
e quais tipos de combinações podem ser produzidas
pelos diferentes genes sendo ligados ou silenciados.
Uma das coisas mais malucas é que nós só caracterizamos
algo como 1% do veneno de escorpião.
Um único escorpião individual deve ter
150 tipos únicos de veneno na sua glândula.
E assim ela tem genes para criar todos esses diferentes tipos de veneno,
e todos esses venenos são altamente específicos.
Existe pesquisas ativas sobre o uso de veneno de escorpião para tratar câncer
para tratar artrite e tratar esclerose múltipla.
Então, ela está usando algo chamado RNA-Seq ou transcriptoma,
e o que você faz é sequenciar todas as proteínas,
Esse é meio que um jeito de pular todo o sequenciamento do genoma
e você pode só focar no RNA, que é o que produz as proteínas.
O Projeto Cavalo Marinho é algo que eu
estou envolvido durante vários anos.
Nós estamos tentando entender esse grupo muito complexo.
Eles aparentemente evoluiram muito rapidamente e criaram muitas formas diferentes,
então temos cavalos marinhos, peixe-cachimbo, dragões marinhos,
todos esses peixes de aparência selvagem, e ninguém realmente sabe a relação
porque eles evoluíram e radiaram muito rapidamente
e em um curto período de tempo.
Nós estamos usando uma nova tecnologia chamada elementos ultra-conservados,
que são partes do genoma que são imutáveis
através de centenas de milhões de anos para reconstruir esses ramos.
Nossa exibição tem vários anfíbios, então quando nós os trazemos aqui,
temos que ter certeza de que não estamos espalhando
fungo quitrídio para o resto dos nossos anfíbios.
Se nós espalhamos isso para o restante dos anfíbios,
todos eles provavelmente morreriam.
Nós essencialmente criamos essas sondas, que são pedaços de dna
que coincidem com esses marcadores únicos para o fungo quitrídio.
Se a sonda coincidir, sabemos que tem esse fungo.
Se não houver coincidências, então podemos ter certeza
que não há infecções por fungos.
Eu acho que o papel do CCG é ajudar cada cientista a responder suas perguntas e há muito poucas perguntas
a responder suas perguntas e há poucas perguntas
que você pode abordar sem dados genéticos.
Temos todas essas informações acumuladas há décadas
por cientistas e naturalistas e eles as estão depositando
em nossa coleção com dados ecológicos muito bons
associados a ele.
É muito importante que também possamos desbloquear esse conhecimento.
♪ (música) ♪
♪ (играет музыка) ♪
Вероятно, больше всего меня привлекала возможность найти ответы
на те давние вопросы, которые появились у меня ещё в детстве.
Эволюционная биология помогает нам понять окружающую нас природу.
Прежде и более всего меня интересуют эволюционные вопросы.
Мне интересно то биоразнообразие, которое мы наблюдаем на Земле.
Всё, от определения видов и до решения сложных эволюционных вопросов,
можно проводить с помощью ДНК,
и центр сравнительной геномики CCG предоставляет для этого всё необходимое.
Так что когда кто-то выезжает ловить птиц, рептилий, да кого угодно,
они приносят их в лабораторию и здесь выделяют ДНК.
Очищают ДНК и отделяют от ДНК все составляющие части клетки,
и вот у нас очищенная ДНК.
Когда у вас есть очищенная ДНК, с ней можно работать.
Можно секвенировать определённый ген у разных организмов
и затем сравнить их друг с другом и выяснить эволюционную историю,
или построить «фамильное древо» для генов и видов живых организмов.
В последние 30 лет основная платформа для секвенирования —
это секвенирование по Сэнгеру.
Используя этот метод, мы изучаем по одному фрагменту генома за раз.
Методы секвенирования нового поколения
позволяют получать намного больше данных,
так как мы можем параллельно вести секвенирование многих фрагментов.
Вот прибор для секвенирования MiSeq,
и он позволяет получать 25 миллионов последовательностей за один цикл.
Недавно появился метод секвенирования третьего поколения.
Вот устройство Oxford Nanopore MinION.
Считывая эти электрические сигналы, мы можем прочитать последовательность ДНК.
И он помещается у меня в кармане. Это поразительно.
(смеётся)
Мэтт Ван Дэм с помощью этой новой технологии изучает долгоносиков,
пытаясь выяснить их эволюционную историю.
Долгоносики — это отдельное семейство жуков.
Одна из трудностей при сборке генома —
это то, что информация находится в маленьких фрагментах.
И поэтому иногда соединить их
правильным образом крайне сложно.
Nanopore довольно хорошо справляется с этими более длинными фрагментами.
Наши коллеги здесь, в Академии, секвенируют
полный геном рыбки под названием центропиг херувим,
то есть, секвенируют все хромосомы,
всю ДНК митохондрий — всё.
Это захватывающий проект.
Лорен пытается выяснить, какие гены активны, или «включены»,
и какие комбинации могут образовывать
эти различные гены при их включении и выключении.
Самое поразительное, что мы пока охарактеризовали
всего примерно 1% ядов скорпионов.
У одного отдельного скорпиона может быть
150 уникальных типов яда в его ядовитой железе.
И у него имеются гены для создания всех этих различных ядов,
и эти яды очень индивидуальны.
Сейчас активно изучают применение яда скорпионов для лечения рака,
для лечения артрита, рассеянного склероза.
Она использует такой подход как RNA-Seq, или транскриптомика,
при котором секвенируют все белки,
что позволяет избежать секвенирования всего генома,
и можно сосредоточиться только на РНК, которая дает белки.
Я уже много лет
участвую в проекте изучения морских коньков.
Мы пытаемся разобраться в этой очень сложной группе рыб.
Они, видимо, очень быстро эволюционировали и создали множество разных форм:
есть морские коньки, морская игла, морские коньки-тряпичники,
все эти причудливо выглядящие рыбы, и никто не знает, какие между ними связи,
потому что они эволюционировали и разошлись очень быстро,
за очень короткий период времени.
Мы используем новую технологию под названием ультра-консервативные элементы.
Это части генома, которые остаются неизменными
на протяжении сотен миллионов лет, и их используют для восстановления ветвей.
Среди наших экспонатов много амфибий, и когда мы их привозим,
нам нужно убедиться, что мы не заразим
хитридиевыми грибами остальных амфибий.
Если сразу посадить их к другим обитателям выставки,
они могут все погибнуть.
Фактически, мы создаём зонды, то есть, кусочки ДНК,
которые соединяются с уникальными маркёрами хитридиевых грибов.
Если зонд присоединится, ясно, что грибок есть.
Если не присоединится, то можно быть уверенным
в отсутствии грибковой инфекции.
Я полагаю, что роль центра CCG — помогать всем учёным
в поиске ответов на их вопросы, а существует очень мало вопросов,
на которые можно ответить, не используя генетические данные.
У нас десятилетиями накапливается информация
от учёных и натуралистов, которые хранят эту информацию
в наших коллекциях вместе с очень хорошими экологическими данными,
служащими ей дополнением.
Очень важно, что у нас есть возможность получать такие знания.
♪ (играет музыка) ♪
♪ (Muzika) ♪
คำถามค้างคาใจที่ผมมีตั้งแต่เด็ก
นักชีววิทยาด้านวิวัฒนาการ ช่วยให้เราเข้าใจธรรมชาติรอบตัวเรา
ผมสนใจความหลากหลายทางชีวภาพ ที่เราเห็นบนโลก
ทุกอย่างเลยตั้งแต่การระบุสปีซีย์ จนถึงคำถามถึงวิวัฒนาการที่ลึกซึ้ง
สามารถมีคำตอบได้ด้วยการศึกษา ดีเอ็นเอ
ถ้ามีใครออกไปเก็บตัวอย่างจากนก หรือสัตว์เลื้อยคลาน หรืออื่น ๆ
สามารถนำมาที่่ห้องแลป และสกัดหาดีเอ็นเอได้
พวกเขาสามารถสกัดดีเอ็นบริสุทธิ์ แล้วแยกวัสดุของเซลล์ออกจากดีเอ็นเอ
คุณก็จะได้ดีเอ็นเอบริสุทธ์
เมื่อคุณได้ดีเอ็นเอบริสุทธิ์ คุณสามารถทำทุกอย่างกับมันได้
คุณสามารถ
แล้วเปรียบเทียบกัน และสร้างประวัติวิวัฒนาการ
หรือ "ต้นไม้ตระกูล"ของยีนและสปีซี่ย์
♪ (müzik) ♪
Muhtemelen benim için en çekici kısmı çocukluğumdan beri sahip olduğum
bu epeydir devam eden sorulara cevaplamaktı.
Evrimsel biyoloji etrafımızdaki doğayı anlamada bize yardım ediyor.
İlk ve en önemlisi evrimsel sorularla ilgileniyorum.
Dünyada gördüğümüz biyoçeşitlikle çok ilgileniyorum.
Türlerin tanımlanmasından derin, evrimsel sorulara kadar
DNA ile ele alınabilir
ve CCG gerekli tüm kaynakları sağlar.
Yani birisi kuşları, sürüngenleri ya da her ne topluyorsa,
laboratuvara getir ve DNA'yı çıkarırlar.
DNA'yı arındırırlar ve tüm hücre maddelerini DNA'dan ayrıştırırlar,
ve ardından saf DNA'nız olur.
Bir kere saf DNA'nız olduğunda, onunla her türlü şeyi yapabilirsin.
Bu geni birçok farklı organizma için sıralayabilir
ve daha sonra bunları birbiriyle karşılaştırabilir, evrimsel bir tarih
veya genler ve türler için bir soy ağacı oluşturabilirsiniz.
Son 30 yıldır sıralama için ana platform
Sanger sıralamadır.
Bu yöntemle her seferinde genomun bir bölümüne bakıyoruz.
Yeni gen dizilme yöntemleriyle,
elde edebileceğimiz veriler büyük ölçüde artmaktadır
çünkü dizilemenin birçoğunu paralel olarak yapabiliriz.
Burada MiSeq dizilim makinemiz var ve bir
okumada 25 milyon diziyi üretebiliyoruz.
Son zamanlarda üçüncü nesil bir dizilim var.
Burada bir Oxford Nanopore MinION makinemiz var.
Böylece bu elektrik sinyallerini okuyarak DNA'yı okuyabiliriz.
Cebime uygun. Hayret verici.
(gülüyor)
Matt Van Dam buğday bitleri üzerine çalışıyor, bu yeni
teknolojiyi kullanarak buğday bitlerinin evrimsel tarihini anlamaya çalışıyor.
Buğday bitleri önemli bir böcek familyasıdır.
Genom topluluğundaki problemlerden biri de
tüm bu küçük bilgi parçalarına sahip olmaktır.
Ve sonra, bazen, onları doğru şekilde
birbirine yapıştırmak oldukça karmaşıktır.
Akademi'de bir grubumuz cüce melek
balığının tam genom dizilimini yapıyor,
ve buna tüm kromozomları, tüm
mitokondrileri, her şeyleri dahil.
Çok heyecan verici bir iş.
Lauren hangi genler aktif ya da açık olduğuna ve
bu farklı genlerin açılıp kapatılmasıyla
ne tür kombinasyonlar üretilebileceğine bakmaya çalışıyor.
En çılgınca şeylerden biri akrep zehrinin sadece
%1'lik gibi bir kısmını karakterize etmemizdir.
(nhạc)
Có thể nói rằng phần đáng kể nhất về bản thân tôi là trả lời
những câu hỏi đã đeo đẳng từ khi tôi còn là một đứa trẻ.
Cuộc cách mạng về sinh học giúp chúng ta hiểu rõ hơn về thế giới tự nhiên xung quanh.
Điều tiên quyết nhất là tôi luôn quan tâm đến những câu hỏi mang tính thay đổi to lớn.
Tôi rất hứng thú tìm hiểu về sự đa dạng sinh học trên trái đất.
Tất cả mọi điều từ nhận dạng các loài đến những câu hỏi chuyên sâu mang tính đột biến
đều có thể trả lời được với DNA,
và CCG cung cấp tất cả mọi nguồn lực cần thiết.
Vậy nên, nếu ai đó đi ra ngoài kia sưu tầm các loại chim hay bò sát hay bất cứ gì,
rồi họ mang chúng đến phòng lab và trích xuất DNA.
Người ta làm tinh khiết DNA và phân tách tất cả các thành phần tế bào từ DNA,
rồi sau đó bạn sẽ có DNA tinh khiết.
Một khi đã có DNA tinh khiết, bạn có thể làm được rất nhiều thứ với nó.
Bạn có thể lập chuỗi gen đó cho rất nhiều loại sinh vật khác nhau
rồi sau đó so sánh chúng với nhau và xây dựng nên lịch sử quá trình tiến hóa
hoặc một "cây phả hệ" cho các gen và giống loài
Phương thức lập giải trình tự gen chính được sử dụng trong 30 năm qua
là phương pháp của Sanger.
Với phương pháp đó chúng ta tìm hiểu lần lượt từng phần của bộ gen.
Với những phương pháp lập bản đồ gen tiếp theo
các dữ liệu chúng ta có thể thu nhập được tăng lên đáng kể bởi vì
chúng ta có thể lập nhiều bản đồ gen cùng một lúc.
Chúng tôi có máy giải trình tự MiSeq ở đây
và có thể xử lý 25 triệu dãy trình tự gen sau một lần đọc
Gần đây đã có phương pháp thế hệ thứ ba cho giải trình tự gen.
Ở đây chúng tôi có một máy Oxford Nanopore MinION.
Qua việc đọc các tín hiệu đơn phân tử, chúng tôi đã có thể đọc được DNA.
Nó nằm lọt vừa trong túi của tôi. Thật là kỳ diệu.
(cười)
Matt Van Dam hiện đang tìm hiểu mọt ngũ cốc sử dụng công nghệ mới này
để cố gắng tìm hiểu lịch sử tiến hóa của các loại mọt ngũ cốc.
Mọt ngũ cốc là một nhánh họ hàng của bọ vừng.
Một trong những vấn đề trong thiết lập hệ gen
là bạn có nhiều mảnh thông tin nhỏ.
Và rồi, thỉnh thoảng, gắn chúng lại với nhau
đúng cách là vô cùng khó khăn và phức tạp.
Phương pháp Nanopore phát huy khá tốt để đọc các chuỗi dài hơn.
Một nhóm người của chúng tôi ở Học viện đang giải trình tự
hệ gen hoàn chỉnh của cá Pygmy Angelfish,
có nghĩa là bao gồm tất cả các nhiễm sắc thể,
tất cả ty thể, và mọi thứ.
Công việc này vô cùng thú vị.
Lauren đang cố gắng tìm hiểu những gen nào được kích hoạt
và các tổ hợp nào có thể được tạo ra
bằng cách kích hoạt hoặc bất hoạt những gen khác nhau.
Một trong những điều điên rồ nhất mà chúng tôi đã phác họa được
ví dụ như 1% nọc độc của bọ cạp.
Một cá thể bọ cạp có thể có
150 loại độc tố đặc biệt trong tuyến nọc độc của nó.
Và nó cũng có những gen giúp tạo ra nhiều loại độc tố khác nhau,
những loại nọc độc này có tính đặc hiệu rất cao.
Hiện có nghiên cứu đang triển khai sử dụng nọc bọ cạp trong điều trị ung thư,
viêm khớp, và đa xơ cứng khớp.
Vậy nên cô ấy đang sử dụng một thứ gọi là RNA-Seq hay phiên mã,
và cái nó có thể làm là giải mã tất cả các protein,
Đây là một cách để bỏ qua bước lập chuỗi toàn bộ hệ gen
và bạn có thể chỉ cần tập trung vào RNA nào tạo ra protein.
Dự án hải mã là dự án mà
tôi đã tham gia vào nhiều năm nay.
Chúng tôi đã cố gắng để hiểu được nhóm loài rất phức tạp này.
Chúng rõ ràng là tiến hóa rất nhanh và tạo ra rất nhiều loại khác nhau,
vậy nên chúng ta có hải mã, cá chìa vôi, cá rồng biển,
và tất cả các loài cá hoang dã, và không ai thực sự biết được mối quan hệ giữa chúng
bởi vì chúng tiến hóa và lan tỏa rất nhanh chóng
trong một khoảng thời gian rất ngắn.
Chúng tôi đang sử dụng một công nghệ mới gọi là các nhân tố siêu bảo toàn,
và các nhân tố này là những phần của bộ gen không biến đổi
qua hàng triệu năm để tái tạo lại những nhánh này.
Kho trưng bày của chúng tôi có rất nhiều động vật lưỡng cư, vì vậy khi chúng tôi mang chúng vào,
chúng tôi phải đảm bảo không làm lan truyền
nấm roi cho các loài lưỡng cư khác.
Nếu chúng ta cho nó vào cùng với toàn bộ,
chúng có thể sẽ cùng chết hết.
Chúng tôi về cơ bản tạo ra các đầu dò, là những mảnh DNA
tương thích với các đánh dấu đặc hiệu với nấm roi.
Nếu các đầu dò này khớp, chúng tôi sẽ biết là nó có chứa nấm này.
Nếu không khớp, chúng tôi có thể chắc chắn
là không có tình trạng nhiễm nấm.
Tôi nghĩ rằng vai trò của CCG là giúp đỡ tất cả các nhà khoa học
trả lời những câu hỏi của họ và có rất ít các câu hỏi
bạn có thể trả lời mà không có dữ liệu về gen.
Chúng tôi có tất cả các thông tin này tích lũy qua nhiều thập kỷ
bởi các nhà khoa học và tự nhiên học và họ đang gửi nó vào
bộ sưu tập của chúng tôi với bộ dữ liệu về sinh thái học
có liên quan với nó.
Một điều vô cùng quan trọng là chúng ta có thể giải mã các kiến thức này.
(nhạc)
（开场音乐）
对我来讲，最吸引我的地方可能是
回答这些我从小就有疑惑的科学问题。
进化生物学让我们去理解我们身边的大自然。
首要的一点是，我对进化方面的问题很感兴趣。
我对地球上的生物多样性非常感兴趣。
从物种鉴定到深奥的进化问题，所有事情
都可以通过DNA来解决。
比较基因组学中心(CCG) 则为此类研究提供所有必需资源。
因此，如果有人去野外采集鸟类或爬行动物样品或者任何生物，
他们可以把样品带回实验室并且提取DNA。
他们把DNA纯化出来，去除所有细胞杂质，
这样你就得到了纯净的DNA。
一旦得到了纯净的DNA，你就可以用它做所有事情。
你可以在不同物种中给同一个基因测序，
然后通过物种间序列的相互比较，构建进化历史，
也可以叫做基因和物种间的“进化树”。
在过去的三十年间，最主要的测序平台是
桑格测序（译者注：桑格是发明DNA测序技术的科学家）
通过这种方法，我们可以一次测出基因组的一个小片段。
近年来发展出的二代测序，
使得数据量大幅度增长。
因为我们可以同时做很多个测序反应。
这个就是MiSeq测序平台（二代测序）
我们可以一次得到两千五百万条序列的数据。
近几年人们又发展了三代测序技术。
我们有一台牛津纳米孔测序仪MinION，
它通过探测碱基的电流信号从而对DNA进行测序。
它小巧到可以装进我的口袋，
太不可思议了！
（开心地笑）
马特·范·达姆在研究象鼻虫时
正在应用这项新测序技术
他想要借此理解象鼻虫的进化史。
象鼻虫属于鞘翅目昆虫（甲虫）下属的一个科。
基因组拼接过程有一个常见问题是，
你手里有很多碎片似的信息，
但是有时候
把这些碎片DNA序列正确地“黏”在一起
是极其复杂的工作。
纳米孔测序技术很好地解决了这一问题，
因为它可以测更长的片段。
我们这里的一个研究组正在对小天使鱼
进行全基因组测序。
这包括全部染色体、全部线粒体，全部的DNA。
这是非常令人激动的研究。
劳伦想研究蝎子中哪些基因是激活或者被打开的
以及多个基因的开或关可以产生哪些不同的组合。
你可能很难想象
我们只研究过蝎子毒液的1%，
一只蝎子的毒腺里
可能有多达150种不同类型的毒液。
所以说，蝎子有制造不同毒液的基因
那些毒液特异性非常强。
有人正在研究利用蝎子毒液来治疗癌症
关节炎或多发性硬化症。
劳伦她正在利用一种叫RNA测序或转录组测序的技术
这项技术对全部蛋白质进行测序
（译者更：科学性错误，应该是对mRNA进行测序，而不是蛋白质）
这种方法某种程度上相当于跳过基因组测序
直接关注那些能够产生蛋白质的RNA。
海马项目是
我参与多年的一个项目。
我们试图理解这个非常复杂的种群。
它们进化非常迅速，产生了很多种不同的外形。
因此我们可以看到海马
尖嘴鱼
海龙
所有这些看起来奇怪的鱼，但没人知道它们的关系
因为它们进化和传播得非常快
在极短的时间内就可以完成。
这里我们使用了一项叫做“超级保守元件”的技术
这些元件指基因组中
历经百万年一直未改变的部分
我们用这些元件来重建进化的分支。
我们的展览中有大量的两栖动物。
因此当我们引进这些动物时
需要确保我们没有把壶菌
（译者注：壶菌是两栖类的常见寄生真菌）
带给已有的两栖动物。
如果我们不小心在展览里带入了壶菌，
展览的两栖动物很可能会死亡。
为此我们开发了一些探针，这些探针是与
壶菌的特有标志性序列相匹配的DNA片段。
如果探针有信号，我们知道这只动物有壶菌感染
如果探针没有匹配，那我们就大可放心
没有真菌感染。
我认为CCG中心的职能是帮助每一位科学家
回答他们关注的问题
仅有极少的问题在解答时
不需要遗传数据的帮助
我们有几十年积累的数据
这些数据由科学家和博物学家贡献
储存在我们这里，每一项
都有高质量的生态相关数据
如果我们能进一步解密这些知识，将有非常重要的意义。
♪ 结尾音乐 ♪
。
对于我来说最吸引人的部分
是回答从孩提时期长久以来就有的问题
演化生物学帮助我们理解周围的大自然
最重要的是，我对关于演化的问题感兴趣
我对于地球上的生物多样性非常感兴趣
从物种鉴别，到深层次的演化论问题
都可以诉诸DNA研究
CCG提供了所有需要的资源
在野外收集了鸟和爬行动物等等的研究人员
把样本带回实验室，提取DNA
提纯，然后把细胞和DNA分离
这样就得到了纯的DNA
一旦得到纯的DNA,就可以做很多事了
比如得到很多生物的基因序列
互相对比，构建演化的历史
或者说基因和物种的“家族谱”
过去三十年间，基因序列的主要平台
叫做 桑格序列
使用它，我们一次只观察基因组的一个部分
同“次代序列“方法一起
我们得到了更多的数据
因为我们可以做平行的基因序列
这是“MiSeq”序列仪器
一次读取就能得到两千五百万的序列
最近， 第三代序列也出现了
这是一个“牛津纳米孔”MinION仪器
当我们读取这些电子信号的时候我们就能读取DNA了
这个仪器可以装进口袋里，非常神奇：）
。
马梵丹运用这个新技术研究着象鼻虫
去试图理解象鼻虫的演化历史
象鼻虫是甲虫科里的一个属
其中有一个问题，基因组的编汇中
你会得到很多细碎的信息
你还需要把它们拼凑起来
正确地把这些信息拼凑起来有时是非常复杂的
纳米孔在读取比较长的序列里做得比较好
现在学院里有一组人在负责
俾格米天使鱼的完整基因组的测序
这就包括了所有染色体
所有线粒体，所有东西
非常激动人心
洛伦在研究哪个基因是被激活的
还有哪种组合物会被
不同基因的开和关所产生出来
有点不可思议，我们只描绘了
大约百分之一的蝎子毒液
一只蝎子就可能有
一百五十种毒液，贮存在毒液腺里
所以它有不同的基因去制造这些不同的毒液
那些毒液都是非常有特性的
有些进行中的研究，在学习运用蝎子毒液去治疗癌症
关节炎，还有多种硬化症
她在用"RNA-Seq",或者叫转录组学的方法
就是测所有蛋白质的序列
这是一种跳过基因组序列的方法
使你可以集中在制造蛋白质的RNA上
我参与对海马的研究很多年了
。
我们一直在研究这个复杂的类
显然，它们演化得地很快，有很多不同地形态
这就有了海马，尖嘴鱼，海龙
这些长相奇特的鱼，没人具体知道它们之间的关系
因为它们演化和分化地非常快
而且在短短地时间内
我们在用叫做“超保留元素”的新技术
这些是基因组不变的部分
它们经过了百万年。这样来重构这些分支
我们的展览中有大量的两栖类动物
所以我们需要确保引进它们的时候
不会散播壶菌（一种真菌）到其他两栖类动物上
如果我们把壶菌放入到其余的展览动物中
它们可能都会死
根本上来说，我们做出这些DNA探针
有对应壶菌的特殊标记
如果探针被匹配了，我们就能发现有这种真菌的存在
如果没有，那就很确定
没有真菌感染
我想, CCG的角色就是帮助每个科学家
去回答它们的问题，
没有基因证据的话，很少问题能被回答
我们有积累了几十年的证据
科学家和博物学家们沉淀下来了这些证据
我们收藏了这些，和与之相关的生态学证据
。
解锁这方面的知识也是极其重要的
。
♪ (音樂) ♪
對我來說 最吸引我的大概就是
能為我從童年就有的一些問題得到解答
進化生物學能幫助我們了解身邊的自然環境
最主要的是 我對進化問題感興趣
我對地球上的生物多樣性 非常的感興趣
每個問題 從物種鑑定到深奧的進化問題
都可以用 DNA 來解決
CCG 有充分的資源
如果有人出去收集了任何動物樣本
鳥 爬行動物 或其他動物
他們可以帶回實驗室來提取 DNA
把DNA 從所有細胞物質分離出和純化
那就有純 DNA 了
純 DNA 有很多用途
可以對許多不同生物的基因進行測序
做相互比較和建立一個基因進化史
或建立一個基因和物種的「家族樹」
在過去 30 年 測序主要平台是
桑格測序
用這方法
我們一次只能查看基因組的一部分
用下一代測序法
數據量大大的增加
因為可以同時進行大量的測序
這是 MiSeq 測序機
可以在一次讀取中得到 2500 萬個序列
最近有了第三代測序
這是一個牛津納米孔的 MinION 測序機
我們可以通過這些電信號讀取 DNA
可以隨身攜帶 真棒
(笑聲)
Matt Van Dam 目前正在使用這新技術
研究象鼻蟲的進化史
象鼻蟲屬於某甲蟲族
基因組組裝的問題之一是
要如何將很多的零散訊息
正確的連接起來
這是非常困難的
納米孔對於這些更長的讀數做得很好
在這學院 我們有一組人正在測序
侏儒神仙魚的完整基因組
包括所有的染色體
所有的線粒體和全部的 DNA
讓人興奮的工作
Lauren 在研究哪些基因是活躍的或開啟的
以及開啟和關閉這些不同的基因
會產生什麼樣的組合
最不可思議的是 我們只探討了
1% 的蠍毒
一隻蠍的毒腺
大概有150 種獨特的毒液
每個毒液都是非常獨特的
所以個個都是由不同的基因產生的
現在有研究積極的研發
如何用蠍的毒液來治療癌症
治療關節炎
治療多發性硬化症
她在做的是 RNA-seq 或 轉錄組學
這是將所有的蛋白質進行測序
一種跳過全基因組測序的方法
只專注於產生蛋白質的 RNA
海馬計畫是
我多年來研究的項目
我們想了解這個非常複雜的群體
它們顯然可以非常快速的
演變成許多不同的種類
有海馬
龍魚
海龍
還有這些怪異的魚
沒人懂得它們的關係
因為它們在短時間內
迅速的演變和發展
我們正在使用一種稱為
超保守元素的新技術
檢驗幾億年來基因組不變的部分
利用它們來重建系統發育樹分支
我們有很多兩棲動物的展品
有新展品進來時
我們需要先預防它們傳染蛙壺菌
給其他的兩棲動物
如果我們將其與其他展品放在一起
可能會導致它們全部死亡
基本上 我們設計了這些探針
與蛙壺菌獨特標記匹配的 DNA 片段
如果探針顯示是陽性的
表示有蛙壺菌感染
如果是陰性的
我們可以確定
沒蛙壺菌感染
我認為 CCG 的任務是幫助
每個科學家解答他們的疑問
很少有跟遺傳數據無關的問題
存放在我們的收藏中
有幾十年來
科學家和博物學家收集的資訊
並且有很好的相關生態數據
這些對於開啟這知識之門是非常重要的
♪ (音樂) ♪