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Craccare il codice del DNA

Il team di spedizione non si aspettava che l'acqua fosse così alta o il tratto finale del percorso pianificato attraverso uno stretto canale impraticabile. Gli scienziati devono arrampicarsi su un ponte grezzo di rami abbattuti per raggiungere la punta sud-orientale dell'isola e iniziare a raccogliere esemplari.

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"Essenzialmente, siamo in piedi in una foresta tropicale", afferma il botanico John Kress. Nel caldo afoso, si è rimboccato le maniche della camicia bianca. Afferra un piccolo ramo di un albero e avvicina i suoi fiori bordeaux. "Mi sento come se fossi in Costa Rica", dice.

Un fischio acuto emerge dalla foresta. La collega di Kress, botanica Dave Erickson, chiede scherzosamente se si tratta di una scimmia urlatrice, che vive nell'America centrale e meridionale.

"È qualunque cosa tu voglia che sia", dice Kress.

Plummers Island, una massa di 12 acri a forma di lacrima nel fiume Potomac - a poco più di dieci miglia dall'ufficio di Kress presso il Museo Nazionale di Storia Naturale Smithsonian - è un paesaggio incontaminato e improbabile che si trova all'interno del Washington, DC Beltway. Di proprietà del National Park Service dal 1961, Plummers è anche l'isola più accuratamente studiata del Nord America. E, grazie a Kress e ai suoi colleghi, è il primo sito al mondo in cui tutte le 250 specie vegetali sono state codificate a barre.

Il codice a barre del DNA, frutto dell'ingegno del genetista canadese Paul Hebert, è modellato sull'Universal Product Code (UPC) trovato sulla confezione di consumo. Ogni UPC ha un numero che designa il produttore (diciamo, un'azienda di bibite analcoliche) e un identificatore specifico del prodotto (dieta, senza caffeina, ecc.). Hebert ha trovato un segmento di DNA animale comune a tutte le specie (il codice di fabbricazione) e abbastanza vario da distinguere tra le specie animali (l'identificatore del prodotto). Ma i ricercatori hanno avuto difficoltà a trovare un segmento di DNA standardizzato per la vita delle piante.

A partire da cinque anni fa, il team di ricerca di Kress ha raccolto campioni di ogni specie di pianta sull'isola di Plummers. Quindi, in un laboratorio di botanica, Erickson e altri determinarono la sequenza del DNA di ognuno. Da lì, hanno alloggiato in tre zone genetiche - due geni e un "spaziatore intergenico" tra geni - che collettivamente potevano distinguere le piante. Insieme ad altri botanici, Kress ed Erickson sono nel mezzo di un processo formale per ottenere l'approvazione dei marcatori come codice a barre standard delle piante. Kress spera in un'approvazione ufficiale entro un anno dal consorzio per il codice a barre della vita, un progetto istituito nel 2004 per compilare una biblioteca di codici di riferimento.

Fino a poco tempo fa, i tassonomi avevano bisogno dei fiori o dei frutti di una pianta per classificarlo, nel senso che dovevano raccogliere campioni in determinati periodi dell'anno. Ma con il codice a barre del DNA, possono usare qualsiasi parte della pianta - semi, corteccia, radici o foglie - per identificarlo.

"Ma il più grande vantaggio è che non dovrai essere un esperto", afferma Kress. In un futuro non così lontano, anche gli scolari saranno in grado di identificare le piante con sequencer di DNA portatili. Potrebbero quindi caricare i codici a barre tramite smartphone su un'enciclopedia online con le basi sulle specie, l'arte botanica e le informazioni aneddotiche. La Food and Drug Administration potrebbe usare il codice a barre per testare integratori a base di erbe; La protezione doganale e delle frontiere degli Stati Uniti potrebbe utilizzarla per identificare le importazioni sospette.

Erickson ha anche trovato il DNA delle piante nell'intestino di dieci diversi ordini di insetti dell'isola di Plummers. Vuole capire meglio quali insetti sono specialisti, nel senso che mangiano determinate specie vegetali e quali sono generalisti, che mangiano praticamente qualsiasi cosa.

"Sono un tipo per trovarli e macinarli", dice Erickson, trasformando un comune insulto botanico in un vanto. Kress, vegetariano, alza gli occhi al finto disgusto.

"Sicuramente non sei uno specialista", scherza Erickson, facendo cadere un bruco verde brillante in una minuscola borsa per campioni. "Sei un generalista. Ti ho visto mangiare."

I botanici John Kress e Dave Erickson hanno trascorso cinque anni a raccogliere e scrivere codici a barre delle sequenze di DNA delle 250 specie vegetali di Plummers Island. (Stephen Voss) "Ora tocca alle gare", afferma il botanico Dave Erickson di un progetto per codificare 250 specie vegetali di piante sull'isola di Plummers. (Stephen Voss) Il codice a barre del DNA è modellato sul codice universale del prodotto (UPC) presente sulla confezione di consumo. (Stephen Voss)
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