ДНК летает по воздуху
В ДНК из воздуха можно разглядеть разных животных.
ДНК — чрезвычайно прочная молекула, настолько прочная, что сохраняется в останках животных много тысяч лет. Конечно, какая-то её часть разрушается, но той, что остаётся, бывает вполне достаточно чтобы, к примеру, обнаружить новый вид мамонтов. И даже если ДНК оказалась в почве, её и из почвы можно достать и прочитать — главное, чтобы «условия хранения» были благоприятны. Не так давно мы рассказывали, как палеонтологические молекулы ДНК помогли больше узнать о жизни денисовских людей, неандертальцев и человека разумного в Денисовой пещере.
Свободная ДНК (или, как её называют, eDNA, то есть environmental DNA, экологическая ДНК) стала большим подспорьем в экологии. Все живые организмы постоянно сбрасывают с себя огромное количество клеток — они разрушаются, и большая часть их ДНК тоже разрушается, но какая-то её часть всё равно остаётся. Беря ДНК из почвы или воды, можно многое узнать о том, какие организмы живут в том или ином месте, куда мигрируют и т. д. Например, несколько лет назад в Science Advances была опубликована статья, авторы которой сумели уточнить по ДНК распространение тринадцати видов акул, шесть из которых вообще довольно трудно увидеть воочию. Поиск микробов в воде и почве уже давно начинается с поиска микробных генов: далеко не всех «диких» бактерий и архей можно вырастить в лаборатории, так что о том, что они вообще есть на свете, приходится догадываться по их ДНК.
Но если экологическая ДНК есть в почве и воде, то, наверное, она есть и в воздухе? Сотрудники Лондонского университета королевы Марии и Копенгагенского университета в двух статьях в Current Biology независимо друг от друга описали, как можно работать с «воздушной» ДНК. Они ходили в зоопарки и рядом с клетками животных включали ДНК-«пылесосы» — это были приборы, которые всасывали воздух либо с помощью вентиляторов, либо вакуумной помпой; время, в течение которого собирали воздух, было разным, от получаса до тридцати часов. В зоопарках этим занимались потому, что так было проще понять, насколько можно доверять «воздушной» ДНК, то есть насколько её достаточно, чтобы определить вид животного, и насколько точно можно его определить.
Сбор воздуха с ДНК рядом с ленивцем в Копенгагенском зоопарке. (Фото: Christian Bendix / University of Copenhagen)
В копенгагенском зоопарке отфильтрованная из воздуха ДНК указала на 49 видов, причём часто это были не только ДНК тех животных, которые жили в вольере, и ДНК из их еды (курятина, говядина и т. д.), а также ДНК других животных — как, наверное, и следовало ожидать, ведь по воздуху ДНК может легко перелететь из одной клетки в другую. То же самое получилось у сотрудников Лондонского университета королевы Марии: они определили по ДНК 25 видов, и ДНК у них так же легко летала между клетками; например, в одном случае в воздухе, взятом из клетки собак динго, кроме ДНК самих динго, обнаружилась ещё ДНК сурикатов, от которых до клетки динго было 245 метров. Ещё там была ДНК домашних собак, ежей и человека.
В целом оба исследования говорят о том, что методы анализа стали настолько чувствительны, что вполне способны прочитать ДНК из воздуха. В то же время остаётся вопрос, что делать с примесями — потому что если мы хотим по воздушной ДНК описать экологическое разнообразие, то можем ли мы быть уверены, что описываем именно здешнее разнообразие, без примесей с соседних территорий? Может быть, вполне достоверные результаты можно получить и тут, если выяснить закономерности, по которым ДНК распространяется по воздуху. Кстати, криминалисты уже столкнулись с этой проблемой: прошлой осенью мы писали об исследовании сотрудников Университета Флиндерса, которые обнаружили, что следы ДНК на каком-то предмете не обязательно указывают на то, что человек, чья ДНК, его трогал — ДНК могла долететь до предмета с расстояния в несколько метров.
