Narzędzia oparte na DNA mogą zrewolucjonizować monitorowanie wód
Jakość wody ma kluczowe znaczenie dla naszego dobrostanu. Kondycja ekosystemów wodnych(odnośnik otworzy się w nowym oknie), takich jak rzeki, jeziora i wody przybrzeżne, ma bezpośredni wpływ na ludzkie zdrowie, rozwój społeczeństw i wzrost gospodarczy. W końcu bez dostępu do czystej, zdatnej do picia wody nasze życie byłoby niemożliwe. W ciągu kilkudziesięciu ostatnich lat rozwój gospodarczy i przemysłowy silnie oddziaływały na zasoby wodne, przyczyniając się do ogólnego obniżenia ich jakości. Analiza wpływu działalności człowieka na ekosystemy jest niezbędna do tego, by wdrożyć skuteczne środki ochronne i naprawcze.
Nowa generacja narzędzi do monitorowania
Tradycyjne metody ewaluacji – takie jak badanie i inwentaryzowanie bioróżnorodności, pobieranie próbek lub identyfikowanie organizmów – mogą być jednak szkodliwe dla środowiska. Ponadto dostępne procedury są z reguły pracochłonne, drogie i powolne. „Właśnie dlatego narzędzia do identyfikacji oparte na DNA(odnośnik otworzy się w nowym oknie) mogą przynieść prawdziwą rewolucję w biomonitoringu”, zauważa Alina Pawlowska, koordynatorka projektu AquaGen ze szwajcarskiej firmy ID-Gene Ecodiagnostics(odnośnik otworzy się w nowym oknie). „Narzędzia te sprawiają, że wykrywanie gatunków docelowych i inwentaryzowanie bioróżnorodności jest prostsze, szybsze i tańsze. Już teraz pozwalają one na przykład na zidentyfikowanie wszystkich gatunków ryb w wybranym jeziorze na podstawie samej tylko analizy DNA wyizolowanego z kilku litrów wody”. Pawlowska i jej zespół zrozumieli, że aby maksymalnie wykorzystać możliwości technologii opartej na DNA w zakresie monitorowania środowiska, narzędzia takie muszą być w pełni dostępne i zrozumiałe dla miejscowych zarządców ds. środowiska. Projekt AquaGen ma to osiągnąć poprzez wprowadzenie na rynek intuicyjnej platformy internetowej. Łącząc technologie genomiki środowiskowej i uczenia maszynowego, platforma ta będzie przewidywać stan ekologiczny zbiorników wodnych na podstawie bardzo małych próbek. „Inspiracją do rozpoczęcia tego projektu były rozmowy prowadzone z zarządcami ds. środowiska”, wyjaśnia Pawlowska. „Osoby te były wyraźnie bardzo zainteresowane wykorzystywaniem nowych narzędzi genomicznych(odnośnik otworzy się w nowym oknie), ale zniechęcała je ich złożoność. Z tego powodu chcieliśmy stworzyć platformę, która byłaby przyjazna dla użytkowników i zaprojektowana tak, by generowane wyniki były łatwe do zinterpretowania”.
Zielona technologia przyszłości
Głównym celem tego 4-miesięcznego projektu finansowanego przez UE była ocena wykonalności platformy AquaGen zarówno w kontekście technicznym, jak i komercyjnym. „Aspekty technologiczne zostały omówione z kilkoma firmami z branży IT”, dodaje Pawlowska. „W efekcie powstały specyfikacje techniczne, w których oszacowano koszty, zdefiniowano ramy czasowe i zidentyfikowano potencjalnych dostawców usług”. W kontekście komercyjnym projekt ułatwił z kolei przygotowanie kilku warsztatów i sesji informacyjnych. Na ich podstawie firma wskazała model oprogramowania jako usługi (SaaS) jako najlepszą strategię komercyjną. Model ten polega na regularnym, ciągłym uiszczaniu opłat za korzystanie z aplikacji. „Nasze badania nad wykonalnością pokazały, że stworzenie platformy AquaGen będzie nie tylko możliwe, ale też niedrogie”, dodaje Pawlowska. „Zapotrzebowanie na innowacyjne narzędzia do oceny wpływu na środowisko stale rośnie”. Badania wskazały również na znaczenie wdrażania nowych technologii opartych na DNA w zgodzie z europejskimi przepisami dotyczącymi środowiska. „Jesteśmy przekonani, że narzędzia genomiczne idealnie nadają się do tego, by być powszechnie stosowanym ekologicznym rozwiązaniem do monitowania europejskich zasobów wodnych”, dodaje specjalistka. „Biorąc pod uwagę coraz większe społeczne zainteresowanie stanem środowiska, bioróżnorodnością i zrównoważonym rozwojem, narzędzia te staną się podstawowym elementem biomonitorowania środowiska w przyszłości. Pionierskie inicjatywy, takie jak AquaGen, zostaną liderami kształtującego się właśnie rynku rozwiązań do biomonitoringu opartych na DNA”.
