В будущем образец воздуха с места преступления сможет помочь в идентификации преступника. Современное исследование доказывает: и в воздухе замкнутого пространства люди оставляют следы генома, пригодные для обнаружения.
Анализ таких «ДНК из воздуха» может понадобиться и для того, чтобы идентифицировать животных в их гнездах и пещерах, а также в исследовании воздушно-капельных путей передачи патогенов.
Для обнаружения вирусов с помощью ПЦР-теста в криминалистике или при поиске животных, ДНК образцы сегодня важны во многих профессиональных сферах. Необходимый для анализа генетический материал обычно получают из крови или слюны, а также волос, костей, испражнений – даже почву и воду можно анализировать на наличие фрагментов ДНК.
"Использование такой "ДНК из окружающей среды" ("Environmental DNA") в научном сообществе становится все более интересной темой», – пояснила ведущая автор разведки Элизабет Клэр (Elizabeth Clare) из Лондонского университета королевы Марии.
Однако среди всех этих уже исследуемых источников генетических образцов есть один, на который до сих пор не обращали внимания: ДНК-фрагменты, которыми люди и животные обогащают воздух вокруг себя. Через дыхание, поры кожи или через выделения и испарения эти генетические следы попадают в воздух, образуя своеобразное персональное облако. Эту воздушную ДНК можно зафиксировать, например, в образцах воздуха из замкнутого пространства, проверили Клэр и ее команда экспериментально.
С помощью специального фильтра HEPA (High Efficiency Particulate Air) ученые всосала воздух из исследуемого пространства, в котором больше года удерживают колонию Heterocephalus glaber (голых землекопов). Регулярно в помещение приходят люди и ученые. С помощью ПЦР (полимеразной цепной реакции) команда увеличила долю ДНК, которые содержались в образцах воздуха, и проанализировал их происхождение.
Результат: образцы буквально взяли с воздуха, и они содержали пригодное для обнаружения количество животных и человеческих ДНК. Удалось обнаружить как фрагменты генома голых землекопов, так и генетические последовательности человека. "Мир - это настоящее море ДНК. Геном есть в воде, почве, а теперь мы уже знаем, что и в воздухе, – сказала Клэр. - Это первое опубликованное доказательство того, что животную ДНК можно получить из воздуха».
Команда отмечает: анализ таких образцов воздуха приносит хорошие результаты прежде всего тогда, когда они происходят из относительно ограниченного объема воздуха – из комнаты, дупла или подземных ходов животного. «Там минимальный эффект разбавления», – сказали ученые. В какой степени генетический след будет заметен в образцах из открытого пространства, остается невыясненным.
Но даже сама способность получать ДНК из образцов воздуха в закрытых помещениях или подземных системах открывает новые возможности для исследования, отмечает Клэр и ее команда. В криминалистике, например, это позволит обнаружить ДНК преступников и тогда, когда на месте преступления не будет их крови или волос. В экологии ДНК из воздуха могут пригодиться для того, чтобы обнаруживать и идентифицировать редких и пугливых животных в их норах, гнездах или подземных системах.
Но даже учитывая пандемию коронавируса и распространения других инфекционных недугов воздушные пробы могут оказаться полезными: через них можно выяснить, присутствует патоген в воздухе, а если так, то как далеко он распространяется. "Сейчас линию социальной дистанции определяют прежде всего на основании физических расчетов того, как далеко расходятся капли и частицы вируса», – сказали ученые. Но с новой технологией можно проанализировать сам воздух и непосредственно определить, какие патогены в нем имеются.
"В первую очередь мы хотели проверить, можно ли использовать технологию для экологических мониторингов, – пояснила Клэр. - Но из нее вышло нечто значительно большее, поскольку метод имеет потенциал применения в криминалистике, антропологии и даже в медицине».