Museomik menyoroti pentingnya koleksi museum ilmiah

Pada tahun 1831, Charles Darwin memulai perjalanan lima tahun ke Amerika Selatan di atas HMS Beagle, yang melakukan survei hidrografi. Selama ekspedisi, Darwin menjelajahi daerah terpencil di benua itu, mengumpulkan tanaman, hewan, dan fosil dan mendaftarkan pengamatan terperinci.

Bahan -bahan ini sangat mendasar untuk pengembangan ide -ide mereka tentang evolusi oleh Seleksi alamMereka adalah pilar perkembangan ilmiah modern. Hari ini, koleksi yang dikumpulkan Darwin dalam perjalanannya yang paling terkenal adalah di bawah perawatan Museum Sejarah Alam London, di mana ia telah mengorganisasi dan dilestarikan selama dua abad.

Museum sejarah alam telah memainkan peran mendasar dalam pelestarian memori ilmiah. Namun, banyak koleksi ilmiah museum -museum ini tetap kurang dimanfaatkan dalam beberapa dekade terakhir. Munculnya teknik pengurutan yang membutuhkan jaringan baru -baru ini dan DNA utuh telah membuat koleksi historis tidak relevan. Tapi skenario ini berubah, terutama didorong oleh museomik.

“Museomik dapat didefinisikan sebagai penerapan biologi molekuler, genomik dan teknik bioinformatik untuk studi sampel yang diawetkan dalam koleksi museum, yang melibatkan ekstraksi, pengurutan dan analisis DNA terdegradasi sampel historis dari sampel historis yang terdegradasi [hDNA] Dari museum, yang memungkinkan penelitian tentang evolusi, keanekaragaman hayati, genetika populasi, filogeni, taksonomi dan konservasi, “kata Taran Grant, yang merupakan profesor penuh dari Departemen Zoologi Institut Biosciencias dan Kurator Amfibi Museum Zoologi, keduanya dari Universitas São Paulo).

Grant adalah salah satu pembicara di seminar Museologi Prancis-Brasil, yang dimulai pada 12 Juni di Museum Paris. Seminar ini diselenggarakan oleh National Museum of Natural History (MNHN) Prancis yang bekerja sama dengan Fapesp dan Universitas São Paulo (USP). Ini adalah bagian dari program Fapesp Week France 2025.

Grant berbicara tentang bagaimana museomik merevolusi cara koleksi ilmiah digunakan dan dihargai. Dengan memungkinkan ekstraksi dan analisis DNA sampel historis, ia membuka kemungkinan untuk penelitian di bidang -bidang seperti evolusi, kepunahan, adaptasi, perubahan lingkungan dan konservasi keanekaragaman hayati.

“Dengan museomik, kita dapat mengakses informasi genetik bahan yang dikumpulkan lebih dari seratus tahun yang lalu,” kata Grant.

Ilmuwan mengatakan bahwa ia mulai mengekstraksi dan mengurutkan DNA sampel museum lama pada 1990 -an, tetapi menghadapi keterbatasan teknologi yang hebat dalam karyanya. Pada saat itu, metode 0 digunakan, yang membutuhkan fragmen DNA yang panjang dan terawat dengan baik. Ini sulit karena Materi genetik Di museum, spesimen seringkali sangat terfragmentasi dan terdegradasi.

“Degradasi DNA terkait dengan usia sampel dan kondisi museum. Dalam alkohol yang digunakan untuk melestarikan sampel, masalahnya adalah kadar air.

Kemajuan teknologi, terutama dengan platform Illumina dan teknologi sekuensing generasi berikutnya, telah memungkinkan pekerjaan dengan DNA yang terfragmentasi atau terdegradasi, mendukung penggunaan bahan museum.

Namun, tantangan baru telah muncul: jumlah DNA endogen, yaitu DNA otentik organisme, dalam sampel jaringan sangat kecil. Ini membuat sampel sangat rentan terhadap polusi DNA atau manajemen lingkungan.

Oleh karena itu, lingkungan yang terkontrol diperlukan, seperti laboratorium kamar bersih dengan kondisi steril, untuk ekstraksi dan analisis bahan ini untuk menghindari kontaminasi dan kehilangan aslinya. Informasi genetik.

Grant dan rekan -rekannya mendirikan ruang bersih di Departemen Zoologi USP. “Sejauh yang saya tahu, ini adalah satu -satunya pemasangan dari jenis ini di Amerika Latin yang didedikasikan untuk studi taksonomi. Tanpa dukungan Fapesp, kemajuan dalam penelitian kami ini tidak akan mungkin terjadi. Tim ini memungkinkan kami untuk mengembangkan museum dan mengembalikan museum sejarah alam ke pusat studi biodiversitas,” katanya.

Koleksi DNA

“Selama dua abad, museum adalah tempat di mana penelitian keanekaragaman hayati dilakukan. Sekarang, museomik memungkinkan kita untuk mempelajari koleksi lengkap yang sebelumnya tidak memiliki nilai genetik. Diperkirakan setidaknya 3 miliar spesimen diawetkan di museum di seluruh dunia, dan sekarang kita dapat mengakses DNA banyak dari mereka,” kata Grant.

Hasilnya sudah mulai muncul. Misalnya, Buletin Museum Sejarah Alam Amerika Ini menyajikan artikel 78 halaman Grant, Mariana Lyra, Miguel Trefaut Rodrigues, Vanessa Kruth True dan para peneliti dari Jerman dan Inggris.

Dalam artikel tersebut, penulis menggambarkan bagaimana mereka menggunakan museum untuk menjawab satu dekade tentang klasifikasi amfibi di hutan tropis Atlantik. Ketika sekuensing bagian genoma yang diekstraksi dari sejumlah kecil DNA lama yang diawetkan dalam spesimen museum, para ilmuwan mereklasir katak roket pada 12 spesies, tiga di antaranya punah dan mengusulkan genus baru. Sebelumnya, diyakini bahwa mereka adalah spesies tunggal.

“Kami tahu untuk data akustik dan molekuler bahwa ada lebih banyak spesies, tetapi kami tidak dapat membandingkannya dengan sampel yang dijelaskan di masa lalu karena tidak ada cara untuk mengekstrak DNA. Sekarang ini mungkin,” kata Grant.

Bidang taksonomi, yang sebelumnya lumpuh oleh kurangnya data genetik yang andal dari sampel yang diawetkan, maju lagi. Dengan dia, kemampuan untuk merumuskan kebijakan konservasi yang efektif juga untuk maju.

“Tanpa mengetahui berapa banyak spesies yang ada, tidak ada cara untuk melindungi apa yang berisiko. Bahan historis sangat penting untuk menyelesaikan taksonomi, dan tanpa taksonomi, tidak ada konservasi. Karena paradigma untuk konservasi adalah spesies, bukan populasi.

“Dengan kemajuan teknologi, kami telah memperoleh citra keragaman yang jauh lebih tepat dari waktu ke waktu, yang melaporkan tidak hanya tindakan konservasi tetapi juga kebijakan yang terkait dengan keanekaragaman hayati.”

Menurut Grant, karya yang diterbitkan di Buletin Museum Sejarah Alam Amerika Ini dimulai pada tahun 2018. Dia melibatkan berkolaborasi dengan koleksi di Brasil dan luar negeri, terutama dengan University of Potsdam di Jerman.

“Langkah pertama adalah mendapatkan pengalaman dengan laboratorium perintis. Kolaborator utama saya di HDNA adalah Mariana Lyra, yang membantu mendirikan laboratorium kami yang bersih Sala. Hari ini ia bekerja di Universitas New York di Abu Dhabi, tetapi mempertahankan hubungan yang kuat dengan Brasil. Pekerjaannya di Potsdam adalah fundamental untuk menjamin kualitas dan kredibilitas pekerjaan kami,” kata kami.

Grant mengatakan bahwa, selain kemajuan ilmiah, museomik mewakili revaluasi simbolis dan praktis dari museum sejarah alam. “Untuk waktu yang lama, museum dipandang sebagai ruang pameran atau gudang. Tetapi nilai sebenarnya dari museum terletak pada koleksi mereka, yang tidak terlihat oleh publik tetapi sekarang memiliki peran ilmiah baru.”

Museologi tidak hanya menghidupkan kembali peran museum sejarah alam, tetapi juga menimbulkan tantangan baru dalam hal pelestarian, infrastruktur, dan pembiayaan. “Kita perlu menganggap sampel sebagai sumber DNA, tidak hanya sebagai spesimen untuk studi morfologis. Konservasi materi genetik harus menjadi prioritas sejak awal,” katanya.

“Ini membutuhkan infrastruktur yang memadai, seperti Kontrol Iklimuntuk menghindari degradasi bahan genetik. Kita juga perlu memulai dan melestarikan sampel jaringan dari sampel yang sudah ada dalam koleksi kita. Spesimen sepuluh tahun akan berusia 110 tahun dalam satu abad. Jika kita melestarikan sampel dengan benar, kita dapat menghentikan proses degradasi DNA. Dan museomik baru saja dimulai, “kata Grant.