У ДНК з повітря можна розгледіти різних тварин.
ДНК - надзвичайно міцна молекула, настільки міцна, що зберігається в останках тварин багато тисяч років. Звичайно, якась її частина руйнується, але тієї, що залишається, буває цілком достатньо щоб, наприклад, виявити новий вид мамонтів. І навіть якщо ДНК опинилася в ґрунті, її і з ґрунту можна дістати і прочитати - головне, щоб «умови зберігання» були сприятливі. Не так давно ми розповідали, як палеонтологічні молекули ДНК допомогли більше дізнатися про життя денисівських людей, неандертальців і людину розумну в Денисовій печері.
Вільна ДНК (або, як її називають, eDNA, тобто environmental DNA, екологічна ДНК) стала великою підмогою в екології. Всі живі організми постійно скидають з себе величезну кількість клітин - вони руйнуються, і велика частина їх ДНК теж руйнується, але якась її частина все одно залишається. Беручи ДНК з ґрунту або води, можна багато чого дізнатися про те, які організми живуть в тому чи іншому місці, куди мігрують і т. д. Наприклад, кілька років тому в Science Advances була опублікована стаття, автори якої зуміли уточнити за ДНК поширення тринадцяти видів акул, шість з яких взагалі досить важко побачити на власні очі. Пошук мікробів у воді і ґрунті вже давно починається з пошуку мікробних генів: далеко не всіх «диких» бактерій і архей можна виростити в лабораторії, так що про те, що вони взагалі є на світі, доводиться здогадуватися по їх ДНК.
Але якщо екологічна ДНК є в ґрунті і воді, то, напевно, вона є і в повітрі? Співробітники Лондонського університету королеви Марії та Копенгагенського університету у двох статтях у Current Biology незалежно один від одного описали, як можна працювати з «повітряною» ДНК. Вони ходили в зоопарки і поруч з клітинами тварин включали ДНК «пилососи» - це були прилади, які всмоктували повітря або за допомогою вентиляторів, або вакуумною помпою; час, протягом якого збирали повітря, був різним, від півгодини до тридцяти годин. У зоопарках цим займалися тому, що так було простіше зрозуміти, наскільки можна довіряти «повітряній» ДНК, тобто наскільки її достатньо, щоб визначити вид тварини, і наскільки точно можна її визначити.
Збір повітря з ДНК поруч з лінивцем у Копенгагенському зоопарку. (Фото: Christian Bendix / University of Copenhagen)
У копенгагенському зоопарку відфільтрована з повітря ДНК вказала на 49 видів, причому часто це були не тільки ДНК тих тварин, які жили у вольєрі, і ДНК з їх їжі (курятина, яловичина і т. д.), а також ДНК інших тварин - як, напевно, і слід було очікувати, адже по повітрю ДНК може легко перелетіти з однієї клітини в іншу. Те ж саме вийшло у співробітників Лондонського університету королеви Марії: вони визначили за ДНК 25 видів, і ДНК у них так само легко літала між клітинами; наприклад, в одному випадку в повітрі, взятому з клітини собак динго, крім ДНК самих динго, виявилася ще ДНК сурикатів, від яких до клітини динго було 245 метрів. Ще там була ДНК домашніх собак, їжаків і людини.
Загалом обидва дослідження свідчать про те, що методи аналізу стали настільки чутливими, що цілком здатні прочитати ДНК з повітря. У той же час залишається питання, що робити з домішками - тому що якщо ми хочемо по повітряній ДНК описати екологічне розмаїття, то чи можемо ми бути впевнені, що описуємо саме тутешнє розмаїття, без домішок з сусідніх територій? Можливо, цілком достовірні результати можна отримати і тут, якщо з'ясувати закономірності, за якими ДНК поширюється по повітрю. До речі, криміналісти вже зіткнулися з цією проблемою: минулої осені ми писали про дослідження співробітників Університету Фліндерса, які виявили, що сліди ДНК на якомусь предметі не обов'язково вказують на те, що людина, чия ДНК, його чіпала - ДНК могла долетіти до предмета з відстані в кілька метрів.