днк в воздухе

Традиционный метод анализа ДНК из атмосферы — метабаркодирование, похож на поиск иголки в стоге сена. Он требует неделей работы и позволяет выявлять лишь малую часть видов, используя заранее заданные генетические «маячки».

Новый подход основан на секвенировании методом дробовика, при котором вся извлеченная ДНК разрушается на множество небольших фрагментов, а затем происходит считывание миллиардов коротких последовательностей. Специальные алгоритмы автоматически ищут совпадения между этими кусочками и собирают их в более длинные участки геномной информации.

Первые эксперименты ученые провели во Флориде, прослеживая патогенные микроорганизмы у морских черепах: в воде и песке они находили ДНК как самих черепах, так и вызывающих у них болезни вирусов и бактерий. Затем группа расширила границы, попробовав «ловить» ДНК прямо из воздуха. С помощью насосов воздух пропускали через специальные фильтры, собирая мельчайшие частицы ДНК, оседающие на поверхностях — например, на стеклах зданий. Подобную технологию повторили в Дублине и обнаружили, что городские пробирки содержат гораздо более разнообразный генетический материал.

Интересно, что секвенирование методом дробовика обычно применяют для поиска микробов, а не для слежения за более крупными животными. Тем не менее в образцах флоридского воздуха удалось выделить достаточно длинные фрагменты ДНК рыжей кошки, чтобы отнести их к популяции, живущей в северных районах штата. Более того, были зафиксированы участки человеческой ДНК, по которым можно судить о смешении генетических линий из Европы, Азии и Африки.

В дублинских пробах, не удивительно, преобладал генофонд международного мегаполиса: в воздухе «собраны» данные о представителях самых разных этнических групп, а количество обнаруженных патогенов — вирусов и бактерий, составило 221 вид, что почти в семь раз превышало аналогичный показатель для лесного массива во Флориде. Однако при всём впечатляющем объеме информации существует риск ложных находок, предупреждают ученые.

В будущем ученым предстоит решить, как отличать истинные биологические сигналы от случайных «генетических шумов» и обеспечить корректную интерпретацию полученных данных. Более того, нужно понять, какие последствия может иметь сбор генетической информации прямо из воздуха. Хотя недавнее исследование продемонстрировало лишь широкую картину человеческого генома, обнаруженного в пробах воздуха, в будущем такая технология теоретически способна обнаруживать и идентифицировать конкретных людей, а также анализировать их уязвимые медицинские данные.