В майбутньому зразок повітря з місця злочину зможе допомогти в ідентифікації злочинця. Сучасне дослідження доводить: і в повітрі замкнутого простору люди залишають сліди геному, придатні для виявлення. Аналіз таких «ДНК з повітря» може знадобитися і для того, щоб ідентифікувати тварин у їхніх гніздах і печерах, а також у дослідженні повітряно-крапельних шляхів передачі патогенів.
Для виявлення вірусів із допомогою ПЛР-тесту в криміналістиці і при пошуку тварин ДНК зразки сьогодні важливі у багатьох фахових сферах. Необхідний для аналізу генетичний матеріал зазвичай отримують з крові або слини, а також волосся, кісток, випорожнень – навіть ґрунт і воду можна аналізувати на наявність фрагментів ДНК.
«Використання такої ДНК з навколишнього середовища» («Environmental DNA») в науковій спільноті стає все цікавішою темою», – пояснила провідна авторка розвідки Елізабет Клер (Elizabeth Clare) з Лондонського університету королеви Марії.
Проте серед усіх цих уже досліджуваних джерел генетичних зразків є один, на який досі не звертали уваги: ДНК-фрагменти, якими люди й тварини збагачують повітря навколо себе. Через дихання, пори шкіри або через виділення й випари ці генетичні сліди потрапляють у повітря, утворюючи своєрідну персональну хмару кожного. Чи цю повітряну ДНК можна зафіксувати, наприклад, у зразках повітря із замкнутого простору, перевірили Клер і її команда експериментально.
З допомогою спеціального фільтра HEPA (High Efficiency Particulate Air) вчені всмоктали повітря з досліджуваного простору, в якому понад рік утримують колонію Heterocephalus glaber (голих землекопів). Регулярно до приміщення приходять доглядачі й науковці. З допомогою ПЛР (полімеразної ланцюгової реакції) команда збільшила частку ДНК, що містилися в зразках повітря, і проаналізувала їхнє походження.
Результат: зразки буквально взяли з повітря, але вони містили придатну для виявлення кількість тваринних і людських ДНК. Вдалося виявити як фрагменти геному голих землекопів, так і генетичні послідовності людини. «Світ – це справжнє море ДНК. Геном є у воді, ґрунті, а тепер ми вже знаємо, що й у повітрі, – сказала Клер. – Це перший опублікований доказ того, що тваринну ДНК можна отримати з повітря».
Команда зауважує: аналіз таких зразків повітря приносить добрі результати передусім тоді, коли вони походять з відносно обмеженого об’єму повітря – з кімнати, дупла або підземних ходів тварини. «Там мінімальний ефект розбавлення», – сказали науковці. Якою мірою генетичний слід буде помітний у зразках з відкритого простору, залишається нез’ясованим.
Але навіть сама здатність отримувати ДНК зі зразків повітря у закритих приміщеннях або підземних системах відкриває нові можливості для дослідження, наголошує Клер і її команда. В криміналістиці, наприклад, це дасть змогу виявити ДНК злочинців і тоді, коли на місці злочину не буде їхньої крові або волосся. В екології ДНК з повітря можуть придатися для того, щоб виявляти та ідентифікувати рідкісних і лякливих тварин у їхніх норах, гніздах або підземних системах.
Але навіть з огляду на пандемію коронавірусу та поширення інших інфекційних недуг повітряні проби можуть виявитися корисними: через них можна з’ясувати, чи присутній патоген у повітрі, а якщо так, то як далеко він поширюється. «Зараз лінію соціальної дистанції визначають передусім на підставі фізичних обрахунків того, як далеко розходяться краплі та частинки вірусу», – сказали вчені. Але з новою технологією можна проаналізувати саме повітря та безпосередньо визначити, які патогени в ньому наявні.
«Першочергово ми хотіли перевірити, чи можна використати технологію для екологічних моніторингів, – пояснила Клер. – Але з неї вийшло щось значно більше, оскільки метод має потенціал застосування в криміналістиці, антропології і навіть у медицині».
На відео Елізабет Клер пояснює принцип свого дослідження.
Nadja Podbregar
Erster Nachweis von DNA aus der Luft
Elizabeth L. Clare, Chloe K. Economou, Chris G. Faulkes, James D. Gilbert, Frances Bennett, Rosie Drinkwater, Joanne E. Littlefair
eDNAir: proof of concept that animal DNA can be collected from air sampling
Queen Mary University of London, 7/04/2021, PeerJ, 2021;
Зреферувала С.К.