To już nie jest science-fiction. Naukowcy czytają DNA z otoczenia

DNA w powietrzu zmienia badania przyrody

Najnowsze badania, prowadzone przez zespół Davida Duffy’ego z Uniwersytetu Florydy, wykorzystują technikę sekwencjonowanie metodą shotgun. Polega ona na losowym rozdzieleniu całego DNA na miliardy krótkich fragmentów, które następnie są cyfrowo składane w większe ciągi dzięki zaawansowanym programom komputerowym. Co więcej, zastosowanie tej metody umożliwia odczytywanie bardzo długich nici DNA. Pozwala to uzyskać pełniejsze informacje genetyczne. Porównanie ich z ogromną bazą danych, obejmującą sekwencje ponad pół miliona gatunków, umożliwia precyzyjną identyfikację organizmu. DNA w powietrzu staje się przez to jednym z najpotężniejszych narzędzi nowoczesnej biologii środowiskowej. 

Polecamy: Sensacyjne wyniki badań DNA. Takie były początki języka polskiego

Szybciej, taniej i dokładniej

Jeszcze kilka lat temu sekwencjonowanie metodą shotgun było zbyt kosztowne i czasochłonne, aby ją stosować powszechnie. Jednak postęp w dziedzinie sekwencjonowania, znacząco obniżył koszty i czas oczekiwania na wyniki. Teraz pełną analizę można otrzymać w zaledwie dwa dni. Co więcej, nowoczesne maszyny do sekwencjonowania mogą mieć rozmiar mniejszy niż paczka papierosów i połączyć się z laptopem. Daje to ogromną mobilność i możliwość prowadzenia badań w terenie.

David Duffy, główny autor badania, wcześniej wykorzystywał tę technikę do monitorowania chorób żółwi morskich na Florydzie. Wykorzystywał analizę DNA oraz patogenów w wodzie i piasku. W najnowszym badaniu zespół rozszerzył ją na powietrze. Naukowcy zbierali próbki przy użyciu pomp zasysających powietrze przez specjalne filtry oraz pobierając wymazy z powierzchni, jak np. okna, na których osiadało unoszące się DNA w powietrzu.

„Chcemy pokazać, że jest to już opłacalne, wykonalne i pozwala nam odpowiedzieć na wiele nowych pytań” – podkreśla Duffy w rozmowie z portalem Science.

Co zdradza DNA w powietrzu

Próbki powietrza z Florydy zawierały DNA rysia rudego. Były one na tyle szczegółowe, że naukowcy mogli dopasować je do konkretnej populacji w północnej części stanu. Co ciekawe, udało się także wyodrębnić długie fragmenty ludzkiego DNA, które świadczyły o różnorodności genetycznej tego obszaru.

Z kolei w centrum Dublina różnorodność genetyczna była jeszcze większa. W powietrzu znajdowało się DNA pochodzące od ludzi z różnych części świata oraz aż 221 różnych patogenów, w tym wirusów. Było to aż siedem razy więcej niż w próbkach pobranych z lasu na Florydzie.

Ta różnorodność pokazuje, jak bogate jest środowisko miejskie i jak wiele informacji kryje się w unoszącym się DNA w powietrzu.

Możliwe błędy i zagrożenia

Choć metoda shotgun daje znacznie dokładniejszy obraz środowiska, to nie jest wolna od błędów. Przykładowo, w próbkach z Florydy wykryto fragment DNA wirusa krowianki. Jest to patogen, który nie występuje w Ameryce Północnej. Takie przypadki pokazują, że interpretacja wyników wymaga ostrożności i dodatkowych badań.

Nowa technologia pozwala na wychwytywanie ludzkiego DNA w powietrzu, co niesie za sobą poważne pytania o ochronę prywatności. Choć obecnie badacze mogą jedynie określić ogólne pochodzenie genetyczne osób, których DNA się znajduje w próbkach, w przyszłości metoda może umożliwić identyfikację konkretnych osób i badanie ich genetycznych cech zdrowotnych.

Czy to początek ery „trikordera”?

W pracy podsumowującej badania autorzy zastanawiali się nad tytułem „W kierunku trikordera?” Jest to nawiązanie do fikcyjnego urządzenia z serialu Star Trek, które umożliwiało natychmiastowe skanowanie życia na obcych planetach.

„Nie twierdzimy, że już to osiągnęliśmy. Mówimy tylko, że jesteśmy znacznie bliżej urzeczywistnienia tej wizji niż kilka lat temu” – podsumowuje David Duffy.

Szukasz inspirujących treści? Sięgnij po kwartalnik Holistic News!

Technika ta ma szansę w przyszłości stać się powszechnym narzędziem monitorowania środowiska i zdrowia publicznego. Jednocześnie wymaga dokładnego przemyślenia, jak chronić prywatność i uniknąć nadużyć.

DNA w powietrzu to niewidzialny zapis życia, od dzikich zwierząt, przez mikroorganizmy, aż po ludzi. Nowa technika sekwencjonowania pozwala dziś odczytywać te ślady z dużą dokładnością i szybkością. To wielki krok w badaniach ekologicznych i zdrowotnych, ale także wyzwanie dla społeczeństwa. Musimy bowiem zmierzyć się z pytaniami o kontrolę nad tymi danymi.

Polecamy: Badania genetyczne pozwolą na wybór IQ. Staniemy się nadludźmi