Новое исследование в области экологии и эволюции
Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Nature Ecology & Evolution, ДНК, собранная с помощью пылесоса из воздуха, может отслеживать всё: от неуловимых рысей до запрещённых препаратов.
Профессор Дэвид Даффи, доктор философии, специалист по геномике заболеваний диких животных в Университете Флориды и ведущий автор исследования, говорит: «Уровень информации, доступный в экологической ДНК, таков, что мы только начинаем рассматривать потенциальные возможности её применения — от человека до дикой природы и других видов, имеющих значение для здоровья человека».
Лаборатория Даффи в Уитни-лаборатории морских биологических наук Университета Флориды разработала новые методы расшифровки экологической ДНК, также известной как эДНК. Они расширили инструменты для изучения каждого вида, включая человека, из образцов окружающей среды, таких как вода, почва и песок.
Как это работает
Но эти заблудшие нити ДНК не просто оседают в грязной почве или текут по рекам. Воздух сам по себе насыщен генетическим материалом. Простой воздушный фильтр, работающий в течение нескольких часов, дней или недель, может уловить признаки почти каждого вида, который растёт или бродит поблизости.
«Когда мы начинали, казалось, что будет сложно получить неповреждённые большие фрагменты ДНК из воздуха. Но это не так. Мы находим много информативной ДНК», — говорит Даффи.
Это означает, что можно изучать виды, не нарушая их напрямую, не видя их. Это открывает огромные возможности для одновременного изучения всех видов в районе — от микробов и вирусов до позвоночных, таких как рыси и люди.
В качестве доказательства концепции исследователи показали, что они могут обнаружить признаки сотен различных человеческих патогенов в воздухе Дублина, включая вирусы и бактерии. Такой надзор может помочь учёным отслеживать новые болезни. Тот же метод может более точно отслеживать распространённые аллергены, такие как арахис или пыльца, чем это возможно в настоящее время, выяснили учёные.
В другом тесте силы эДНК лаборатория Даффи также смогла определить происхождение рысей и пауков, чья ДНК была собрана из воздуха в лесу Флориды.
Этические аспекты
С помощью всего лишь воздушного фильтра учёные могут отслеживать исчезающие виды и определять их происхождение, даже не видя пугливых животных или копаясь в лесной подстилке в поисках образцов экскрементов.
Этот мощный анализ сочетается с впечатляющей скоростью и эффективностью. Команда продемонстрировала, что один исследователь может обработать ДНК каждого вида всего за день, используя компактное и доступное оборудование и программное обеспечение, размещённое в облаке.
Те же инструменты могут потенциально идентифицировать чувствительные генетические данные человека, поэтому Даффи и его коллеги призывают к введению этических ограничений для быстро развивающейся области эДНК.
«Это кажется научной фантастикой, но это становится научной реальностью», — говорит Даффи. «Технология наконец-то соответствует масштабам экологических проблем».