研究人員從城市空氣中追蹤藥物與疾病的 DNA 痕跡

DNA 存在於空氣中,科學家們終於學會了如何解讀它。

在都柏林,這座以舒適酒吧、流動的 Guinness 啤酒和音樂響徹鵝卵石街道而聞名的城市,研究人員發現了一些不太明顯的東西在空氣中漂浮:大麻、罌粟,甚至迷幻蘑菇的痕跡。

這些並不是植物本身,而是它們的 DNA。

佛羅里達大學的科學家們進行的一項開創性研究顯示,從空氣中直接抽取的環境 DNA(eDNA)可以提供驚人的見解,這些見解包括識別瀕危野生動物、追蹤人類病原體、檢測過敏原和非法藥物。

該研究的首席作者、野生動物疾病基因組學教授 David Duffy 博士表示:「環境 DNA 中可獲得的信息水平如此之高,我們才剛開始考慮其潛在應用,從人類到野生動物,再到對人類健康有影響的其他物種。」

最初設計用於研究海龜的技術,隨著 Duffy 和他的團隊的發展,已轉變為一種強大的工具,可以解碼幾乎任何環境的生物指紋,包括空氣、海洋或森林。

只需一個空氣過濾器和一天的實驗室工作,就能檢測到幾乎每一種在附近生長、經過或脫落細胞的生物跡象。

Duffy 在一份聲明中表示:「當我們開始時,似乎很難從空氣中獲得完整的大型 DNA 片段,但實際上我們發現了很多有用的 DNA。」他補充道:「這意味著可以在不直接打擾物種的情況下進行研究,甚至無需見到它們。這為同時研究一個區域內的所有物種開啟了巨大的可能性,從微生物和病毒到像山貓和人類這樣的脊椎動物,還有介於兩者之間的所有生物。」

在都柏林,研究人員發現了來自數百個來源的 DNA 簽名,包括人類病原體、細菌以及像花生殘留物和花粉這樣的過敏原。

在另一個引人注目的 eDNA 潛力展示中,研究人員通過分析在佛羅里達森林空氣中捕獲的 DNA,能夠追蹤山貓和蜘蛛的來源。

這種強大的分析也具有驚人的速度和效率。該團隊顯示,單個研究人員可以在一天內使用緊湊、低成本的設備和基於雲的軟件處理一個特定區域內的所有物種的 DNA。在拯救和保護野生動物時,了解動物的來源與了解其當前位置一樣重要。

Duffy 表示:「這聽起來像是科幻小說,但它正成為科學事實。這項技術終於與環境問題的規模相匹配。」

研究人員表示,這項研究的影響深遠。該方法可以幫助追蹤疾病爆發、識別瀕危物種,甚至檢測藥物活動,這些信息都在微風中靜靜捕獲。

然而,這些工具也可能揭示敏感的人類基因信息。研究人員呼籲制定倫理指導方針,以跟上快速發展的 eDNA 科學。

該研究已發表在《Nature, Ecology and Evolution》期刊上。

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Henderson
Henderson 主要擔任「炒稿記者」的職責,以翻譯最新科技,手機 電動車等消息為每天的工作。