W 1987 roku, 22 lata po opracowaniu przez Margaret O. Dayhoff, Richarda V. Eck’a i Roberta S. Ledleya pierwszej bioinformatycznej bazy danych – atlasu struktur 65 aminokwasów (Gauthier i in. 2019), świat poznał nowe pojęcie – rozwój zrównoważony.
Zostało ono wypracowane przez Komisję WCED ONZ pod przewodnictwem norweskiej minister Gro Harlem Brundtland i opublikowane w raporcie Nasza wspólna Przyszłość (Our Common Future) (Brundtland 1987). Była to próba odpowiedzi naukowców i polityków na wciąż narastające problemy środowiskowe. Choć ta wymagająca i wielowymiarowa koncepcja nie spotkała się od razu z powszechnym zrozumieniem i do dziś budzi wiele kontrowersji, to jednak dla współczesnego społeczeństwa stało się już jasne, że nie ma innego kierunku rozwoju, a idea zrównoważenia przeniknęła do wielu dziedzin naszego życia. Ma ona bowiem na celu nie tylko zahamowanie procesu degradacji środowiska naturalnego, ale także, a w zasadzie przede wszystkim, podnoszenie jakości życia człowieka.
Obecnie ludzkość realizuje 17 celów zrównoważonego rozwoju ONZ na lata 2016-2030 (ONZ 2015), co nie byłoby możliwe – oprócz szeregu programów i działań o charakterze społecznym – bez wsparcia zarówno finansowego, jak i intelektualnego czy technologicznego. Niezwykle istotne staje się włączanie w proces realizacji zamierzeń zrównoważonego rozwoju nowoczesnych technologii i innowacji. Otwiera to zatem pole do wielopłaszczyznowej współpracy dla wielu naukowców i praktyków, w tym także dla specjalistów z zakresu bioinformatyki.
Niektóre społeczeństwa europejskie już dawno postawiły na rozwijanie kompleksowo swojej gospodarki w oparciu o systemy bioinformatyczne – przykładem może być Szwajcaria, w której od 1998 funkcjonuje Szwajcarski Instytut Bioinformatyczny (SIB – www.sib.swiss). Jedną z misji tego Instytutu jest zapewnienie długotrwałego stabilnego i zrównoważonego rozwoju poprzez dostarczanie rzetelnych danych, pozyskiwanie funduszy i tworzenie odpowiedniego środowiska do prowadzenia badań (Baillie-Geritsen i in. 2019).
Szczególnie istotne dla jakości naszego życia wydaje się być zastosowanie nowoczesnych technologii w rolnictwie, umożliwiające jednocześnie tej ważnej gałęzi gospodarki stawanie się coraz bardziej zrównoważoną (Singh i in. 2011; Imran i in. 2018). Biotechnologia pozwala na opracowanie bardzo szczegółowych baz danych, zawierających informacje o fenotypach, różnicach w sekwencjach genomowych, epigenetyce i ekspresji genów, metabolitach, a także interakcjach z otoczeniem. Taka wiedza dotycząca danej rośliny uprawnej pozwala na zwiększenie plonów i zmniejszenie ryzyka chorób, co jest szczególnie ważne w przypadku zbóż czy ryżu. Dbałość o coraz lepszą jakość uzyskiwanych plonów pozwala walczyć z głodem i chorobami wynikającymi z niedostatku pożywienia czy też będących skutkiem źle zbilansowanej diety. Ciekawą wydaje się być inicjatywa stworzenia Międzynarodowego Systemu Informacji o Pszenicy (WheatIS – www.wheatinitiative.org) oraz Międzynarodowego Informatycznego Konsorcjum Ryżu – International Rice Informatics Consortium (IRIC – iric.irri.org) w celu ustanowienia jednodostępowych systemów internetowych i narzędzi do eksploracji danych, tak aby zgromadzone zasoby stały się bardziej dostępne, a jednocześnie wspomagały odkrywanie nowych odmian roślin uprawnych (Scheben i in. 2019). Prace naukowców pozwalają też na przystosowywanie odmian roślin uprawnych do warunków wynikających ze zmieniającego się klimatu (Mousavi‐Derazmahalleh i in 2019). Badania bionformatyczne mają także znaczenie w przypadku zwierząt hodowlanych – np. wspomniany wcześniej SIB współpracuje z FAO w zakresie badań przesiewowych, monitorowania i monitorowania chorób odzwierzęcych poprzez zapewnienie ogólnodostępnych baz danych dotyczących wirusów, grypy i pryszczycy, które są opracowywane i utrzymywane przez Grupa Swiss-Prot i Vital-IT (Baillie-Geritsen i in. 2019).
Zapotrzebowanie na tego typu badania i tworzenie coraz doskonalszych i bardziej kompletnych baz danych wciąż rośnie, podobnie jak techniczne możliwości w tym zakresie. Jakość życia człowieka, troska o zapewnianie możliwości zaspokajania podstawowych potrzeb człowieka, bez ponoszenia uszczerbku przez środowisko naturalne stała się w obecnych czasach priorytetowym kierunkiem badań specjalistów z wielu dziedzin nauki, w tym także bioinformatyków.
dr Aleksandra Machnik, Wydział Bioinformatyki
Bibliografia:
Baillie Gerritsen V., Palagi P.M., Durinx C., 2019. Bioinformatics on a national scale: an example from Switzerland. Briefings in bioinformatics, 20(2), pp.361-369.
Brundtland G.H., 1987. Our Common Future. Oxford: The World Commission on Environment and Development, Oxford University Press.
Gauthier J., Vincent A.T., Charette S.J., Derome N., 2019. A brief history of bioinformatics. Briefings in bioinformatics, 20(6), pp.1981-1996.
Imran M., Rizwan M., Kerkhi S.A. Ali N., 2018. Bioinformatics for Crop Breeding and Sustainable Agriculture. Journal, 6(4), pp.1-5.
Mousavi‐Derazmahalleh M., Bayer P.E., Hane J.K., Valliyodan B., Nguyen H.T., Nelson M.N., Erskine, W., Varshney R.K., Papa R., Edwards D., 2019. Adapting legume crops to climate change using genomic approaches. Plant, cell & environment, 42(1), pp.6-19.
ONZ 2015, Transforming our World: The 2030 Agenda for Sustainable Development. A/RES/70/1,
Scheben A., Chan C.K.K., Mansueto L., Mauleon R., Larmande P., Alexandrov N., Wing R.A., McNally K.L., Quesneville H. Edwards, D., 2019. Progress in single-access information systems for wheat and rice crop improvement. Briefings in bioinformatics, 20(2), pp.565-571.
Singh V.K., Singh A.K., Chand R., Kushwaha C., 2011. Role of bioinformatics in agriculture and sustainable development. Int J Bioinformatics Res, 3(2), pp.221-226.
iric.irri.org
www.sib.swiss
www.wheatinitiative.org