https://www.sciencedaily.com/releases/2017/04/170418114344.htm
דיאטומאות (Diatoms) משתייכות למחלקת אצות חד-תאיות בעלות רגישות גבוהה לשינויים בסביבה מימית, ולכן הן משמשות כביו-אינדיקטורים למעקב ביולוגי של איכות מים בנהרות ואגמים. עם זאת, זיהוי מיקרוסקופי שלהן בדגימות דורש זמן רב ומומחיות, ולכן ביולוגים מאוניברסיטת ג'נבה (UNIGE) פיתחו אינדקס מולקולרי לקביעת איכות מים, המבוסס על ריצוף DNA בלבד של האצה, ללא צורך בזיהוי חזותי של הדיאטומאות.
דרגת זיהום נהרות כתוצאה מפעילות אנושית יכולה להיות מוערכת באמצעות מדדים ביוטיים שונים. מדדים אלו משקפים את המצב האקולוגי של נהרות בהתבסס על הכמות והמגוון של אורגניזמים מסוימים במים – אורגניזמים אשר נבחרו לשמש כביו-אינדיקטורים
(Bio-indicators) בשל העדפותיהם האקולוגיות וסבילותם לזיהום.
בתוך כך, האיחוד האירופי ומדינת שוויץ המליצו על הדיאטומאות כביו-אינדיקטור אידיאלי עבור נהרות ואגמים. זאת, בשל רגישותם הגבוהה לשינויים בסביבתם המימית.
כיום, איכות המים בשוויץ נקבעת באמצעות המדד Swiss diatom index (DI-CH), אשר מתבסס על הימצאות מינים שונים של דיאטומאות במים וערכו מגדיר את המצב האקולוגי של המים. הזיהוי המורפולוגי של מיני הדיאטומאות הקיימות בכל דגימה, אינו עונה על הצורך להערכה ביולוגית מהירה ואמינה לטובת ההגנה על הסביבה המימית וקיים צורך בפיתוח שיטה חדשה מהירה ואמינה.
ריצוף DNA כביו-אינדיקטור
במטרה לפתח שיטה חדשה המבוססת על רצפי DNA של הדיאטומאות, ביולוגים מאוניברסיטת ג'נבה (UNIGE) עבדו בשיתוף פעולה עם Geneva Water Ecology Service ועם מחלקת הסביבה במעבדות PhycoEco בשוויץ. בתוך כך, החוקרים ניתחו 90 דגימות שנלקחו מנהרות שונים בשוויץ וקבעו את מצבם האקולוגי על בסיס המדד DI-CH. לאחר מכן, הם פיתחו מערכת ייחוס על בסיס התוצאות שקיבלו במדד ה-DI-CH, במטרה לאמת את האינדקס המולקולרי שהם מפתחים. האינדקס המולקולרי מבוסס על מאפיינים של רצפי DNA של כלל מיני הדיאטומאות אשר עשויים להיות מצויים בדגימות שנלקחו.
כל טווח של רצפי DNA אשר התגלה בכל אחת מהדגימות , מתאים לערך ספציפי במדד האיכות DI-CH. בנוסף, לכל רצף DNA קיימת תפוצה שונה והוא מזוהה בכמויות משתנות בכל אחת מהדגימות. על ידי אינטגרציה של כלל הנתונים הללו, החוקרים הצליחו לחשב ערך אקולוגי לכל אחד מרצפי ה-DNA, וזאת מבלי שיהיה צורך לזהות את המין אליו הרצף משתייך.
אינדקס מולקולרי מותאם עבור הסביבה
שיטה זו מאפשרת לעקוב אחר איכות המים באמצעות כל אותם ערכים אקולוגיים. הערכת החוקרים, על פי בדיקות שביצעו, הייתה נכונה עבור כמעט 80% מהדגימות. הגדלת כמות ומגוון הדגימות תאפשר לכייל ולטייב את השיטה לטובת ניתוחים בקנה מידה רחב יותר.
יש לציין, כי עיבוד מסונכרן של מספר גדול יותר של דגימות בזמן יעיל ובעלות נמוכה יותר, אינם היתרון היחיד של השיטה החדשה לקביעת איכות המים. בנוסף, האינדקס המולקולרי אשר פותח על ידי המדענים מאוניברסיטת ג'נבה יכול בקלות להיות מותאם לקבוצות אחרות של אורגניזמים חד-תאיים המשמשים כביו-אינדיקטורים. כך, שפיתוח זה עשוי להוות נכס משמעותי לטובת מעקב מגוון מערכות אקולוגיות.
באדיבות מקורות
