Predstavte si, že všetky tajomstvá o ľudskej biológii ležia skryté v hlbinách oceánov, ukryté v mikroskopických tvoroch, ktorých životy sú závislé od komplexného ekosystému. Vedci už dávno pochopili, že oceán nie je len prostredie plné morských príšer, ale aj nevyčerpateľný zdroj informácií, ktoré by nám mohli pomôcť pochopiť mnohé záhady nášho vlastného tela. Práve teraz sa v arktických vodách pri pobreží Grónska tím výskumníkov snaží odhaliť tieto tajomstvá prostredníctvom štúdia planktónu. A výsledky tohto výskumu by mohli zmeniť budúcnosť medicíny.
Planktón – náhly zdroj vedomostí
Planktón, drobné jednobunkové organizmy plávajúce vo vode, môže na prvý pohľad pôsobiť bezvýznamne. Ale nie je tomu tak. Tieto mikroskopické bytosti patria medzi kľúčové informácie, ktoré môžu pomôcť vedcom porozumieť ľudskej biológii na úplnej úrovni. Neurovedec profesor Leonid Moroz a jeho kolega Peter Molnár sa na svoju výpravu s plachetnicou vydali na misiu, ktorá má zmapovať DNA týchto malých tvorov. Ich projekt, známy ako Ocean Genome Atlas Project (OGAP), kladie za cieľ poskytnúť dôležité dáta, ktoré by mohli viesť k medicínskemu objavu.
Význam planktónu pre ľudskú biológiu
Prečo by nás malo zaujímať štúdium týchto drobných tvorov? Prekvapujúco, veľké množstvo poznatkov o fungovaní ľudského tela pochádza práve zo skúmania morských organizmov. Medúzy nám ukázali, ako reštartovať srdce, morské slimáky odhalili mechanizmy tvorby spomienok a kalamáre nám pomohli pochopiť, ako sa prenášajú signály v mozgu. Štúdiom planktónu môžu vedci získať ďalšie cenné poznatky, ktoré posunú ľudskú medicínu na ďalšiu úroveň.
Technológia sekvenovania DNA a význam expedície
Zásadným prvkom tejto expedície je použitie najnovšej technológie na sekvenovanie DNA priamo na mieste, v drsných podmienkach arktického oceánu. Nové technológie umožňujú získať informácie o genetických vzorcoch organizmov takmer v reálnom čase. Planktón sa v laboratóriu na pevnine rýchlo znehodnocuje, ale vďaka technológii na palube plachetnice je možné sekvenovať jeho DNA priamo v teréne. Poskytuje možnosť zaznamenávať správanie a genetické reakcie počas rôznych fáz ich životného cyklu.
Veľká strata pre vedu: Skončila éra lode, ktorá odkryla tajomstvá Zeme?
Nízke náklady a výhody plachtenia
Jedným z prvých aspektov tejto misie je použitie plachetníc namiesto veľkých, motorom poháňaných lodí. Vedci zistili, že plachetnice majú v porovnaní s oceánografickými plavidlami mnohé výhody – sú menej nákladné, ekologické a umožňujú vykonávať precíznu prácu bez rušivých vibrácií motorov. To všetko prispieva k aktuálnejšiemu a efektívnejšiemu zberu údajov. Okrem toho, práca na mori na palube plachetnice umožňuje výskumníkom umožňuje viac času na pozorovanie vzorov v DNA morských organizmov, čo by nebolo možné v tradičnom laboratóriu.
Konvergentný vývoj a čo nám môže planktón povedať o našom mozgu
Zaujímavou teóriou, ktorú Moroz a jeho tím skúmajú, je konvergentný vývoj. To znamená situáciu, keď nesúvisiace organizmy dospejú k rovnakému riešeniu problému, ako napríklad to, ako sa vtáky, chrobáky, motýle a netopiere prispôsobili lietaniu, ale robili to v rôznych časoch a trochu odlišnými spôsobmi. Ďalšou fascinujúcou skutočnosťou je, že niektoré jednobunkové morské organizmy existujú už viac ako 3 miliardy rokov. To znamená, že majú v metaforických rukávoch viac trikov ako my.
Prečo je planktónový výskum pre ľudstvo kritický
„Každý deň, kým si dopijete rannú kávu, zmizne až 100 druhov organizmov,“ hovorí Moroz. „To znamená stratu nezmerateľných vedeckých riešení, ktoré príroda ponúka.“ V morskej biodiverzite sa totiž skrývajú odpovede na otázky o fungovaní ľudského tela a zároveň potenciál na vývoj nových liekov. Napríklad niektoré jednobunkové organizácie nikdy nestarnú, nemajú nádorové ochorenia a majú úžasnú schopnosť regenerácie. Ak sa nám podarí tieto mechanizmy pochopiť, môžeme získať poznatky, ktoré by mohli výrazne ovplyvniť oblasť medicíny.
Sekvenovanie DNA priamo na mori a prenášanie údajov prostredníctvom Starlinku na analýzu pomocou umelej inteligencie predstavuje revolučný krok. Počas expedície vedci sledovali životný cyklus organizmov a pozorovali, ako sa rozmnožujú, rozkladajú a regenerujú. Tieto informácie boli následne poslané univerzitám, kde sa pomocou umelej inteligencie analyzovali. Táto nová technológia a rýchlosť prenosu dát výrazne skracujú čas, ktorý je potrebný na analýzu genetických dát, čo ešte pred desiatimi rokmi bolo len sci-fi.
Budúcnosť výskumu a jeho dopad na medicínu
Ďalšia výprava tímu OGAP povedie do vôd Patagónie, kde budú pokračovať v zbieraní a sekvenovaní DNA planktónu. Cieľom je vytvoriť genomický atlas, ktorý bude digitalizovaný a voľne dostupný vedeckej komunite. Tento atlas sa stane nielen základom pre porozumenie morskej biodiverzity, ale aj kľúčom pre medicínske objavy, ktoré by mohli zmeniť spôsob, akým liečime choroby.
Prečo by sme mali sledovať výskum planktónu
Príbeh planktónu, drobných morských tvorov, nás učí, že aj tie najmenšie organizmy môžu mať veľký význam pre budúcnosť medicíny. Zatiaľ čo sa vedci plavia cez arktické vody a monitorujú mikroskopické formy života, môžeme byť svedkami možného prevratu vo vede a medicíne. Planktón, o ktorom sme si kedysi mysleli, že je len súčasťou potravinového reťazca, nám teraz otvára cestu k hlbšiemu porozumeniu nášho vlastného tela.
