Специалисты Центра коллективного пользования «Приморский океанариум» (ЦКП) безошибочно определяют вид многощетинковых червей полихет Polychaeta методом секвенирования ДНК.
Изучение многообразия видов всегда занимало одно из центральных мест в биологической науке. Несмотря на то, что в систематике животных осталось не так много «белых пятен», учёным до сих пор удаётся открывать новые виды, особенно среди беспозвоночных. Поэтому особенно важно точно идентифицировать живые организмы, уже известные науке. И здесь классические морфологические методы (к примеру, сравнение формы надкрыльев у жуков, цвета полосок у пчёл, количества щетинок у червей и других внешних признаков) устарели и не всегда работают корректно. В то же время молекулярно-генетический анализ позволяет определить вид практически со стопроцентной вероятностью.
Среди научных трудов учёных Дальнего Востока теме морфологии беспозвоночных посвящено огромное количество публикаций, однако современные методики генетического анализа только начинают применяться и развиваться. В центре коллективного пользования «Приморский океанариум» среди других исследований проводится в том числе идентификация многощетинковых червей полихет Polychaeta путём определения нуклеотидной последовательности (секвенирования) ДНК. Специалист ЦКП Анна Мартынова рассказала о том, как это происходит.
— Объектом изучения многощетинковые черви стали практически случайно, — уточнила биолог. — Отбирая пробы для исследований на биостанции «Восток» ДВО РАН под Находкой, мы обнаружили, что там обитает много неизвестных для нас видов полихет, и решили познакомиться с ними поближе. Исследование начинается с того, что мы помещаем образцы в специальный раствор, разрушающий мембраны клеток и ядер. В образовавшемся «бульоне» ДНК нужных нам фрагментов пока не слишком много; чтобы увеличить их концентрацию, применяется метод молекулярной биологии, называемый полимеразной цепной реакцией (ПЦР). Получившийся экстракт мы промываем и помещаем в центрифугу, где в течение 25 минут при + 4°С ДНК осаждается на дне пробирок. Жидкую фазу необходимо отобрать пипеткой и слить. После трёхкратного повторения процедуры мы получаем нужные фрагменты ДНК без лишних примесей. Далее проводится ещё ряд дополнительных работ, после которых мы высушиваем пробирки и передаём на секвенирование в ННЦМБ ДВО РАН. Через несколько дней нам отсылают результат, и на мониторе компьютера появляется цепочка из повторяющихся в разной последовательности четырёх азотистых оснований: аденин-тимин-гуанин-цитозин. Именно так выглядит универсальный код жизни. После этого остаётся лишь сверить полученную последовательность с образцами из открытой базы данных генетического банка, оценить процент схожести, и — работа завершена.
Определение видов полихет с помощью молекулярных методов — лишь небольшая часть исследований, проводящихся в ЦКП по ряду направлений.
Многощетинковые черви полихеты Polychaeta — очень разнообразный (описано уже больше 10 тысяч видов) класс кольчатых червей, существующий на Земле с раннекембрийского периода. Они распространены повсеместно, но большинство полихет обитает в море — в грунте, у дна или в толще воды. Кроме морских, существует несколько пресноводных и наземных видов, среди которых есть и паразитические. Длина тела этих беспозвоночных варьирует от нескольких миллиметров до нескольких метров.
Полихеты играют важную роль в пищевых цепях (служат кормом для придонных рыб), а также принимают участие в очистке морской воды и переработке органики.