DNA，是生物體發(fā)育和正常運作必不可少的、攜帶遺傳信息的生物大分子。

即便是兩個沒有血緣關系的個體，DNA 序列的相同部分也可達到 99.9%，因此對比 DNA 樣品并不需要對整個 DNA 序列進行分析。整體而言，基于 DNA 做親子鑒定、法醫(yī)鑒定等，是可靠的方法。

不過在犯罪現(xiàn)場，DNA 被污染的情況時有發(fā)生，這將會增加識別罪犯的難度。

實際上，這種情況和科學界的一個術語 eDNA 有相似之處。

eDNA（Environmental DNA），即環(huán)境 DNA，指環(huán)境樣品中所有被發(fā)現(xiàn)的不同生物的基因組 DNA 的混合。

近日，來自英國倫敦瑪麗女王大學的一組研究團隊實現(xiàn)了從空氣中直接收集 eDNA——想象一下，未來識別犯罪現(xiàn)場的復雜度將在很大程度上降低。

2021 年 3 月 31 日，相關研究成果正式發(fā)表于學術期刊 PeerJ，題為 eDNAir: proof of concept that animal DNA can be collected from air sampling（eDNAir：動物 DNA 可以從空氣樣品中收集的概念證明）。

“eDNA 讓我們無處遁形”

當前，eDNA 正被越來越多地用于生物監(jiān)測、物種占有率研究及瀕危物種、入侵物種的監(jiān)測，特別是針對水生生態(tài)系統(tǒng)。

簡單來講，某一動物在某一環(huán)境中生活，其 DNA 可能會掉落到各處，因此 eDNA 樣品中所包含的可能有土壤、沉積物、排泄物、空氣、水體甚至生物本身。具體到水生環(huán)境，eDNA 樣品可以來自排泄物、腐爛的生物體或組織碎片、生殖細胞等。

隨著 DNA 檢測技術愈發(fā)成熟，科學家們甚至可以從環(huán)境樣本中直接檢測到動物身上的 DNA。

正是通過這樣的方法，在 2018 年 4 月，美國華盛頓州立大學助理教授 Caren Goldberg 證實了全球第四只斑鱉（中國國家一級保護動物，是龜類中最瀕危物種之一）的存在。

另外，新西蘭奧塔戈大學基因組和生殖專家 Neil Gemmell 及其團隊也希望借此方法，分析尼斯湖湖水樣本，旨在找到更多關于尼斯湖水怪的證據(jù)。

正因如此，有這樣一個聲音存在：這項技術終將讓我們無處遁形。

在不少人看來，分析研究 eDNA 本質(zhì)上就是分析 DNA 分別屬于哪些物種，與傳統(tǒng)的動植物分類調(diào)查是一個道理。

其實相比傳統(tǒng)的采樣方法，eDNA 研究對生態(tài)系統(tǒng)造成的損害要小得多，速度也會更快。

此前針對水樣污染的問題，科學家們的檢測方法是設計試劑盒，以便快速純化、提取水樣 eDNA。而倫敦瑪麗女王大學設計的從空氣中提取 eDNA 的方法，可以說是一項重要突破。

動物 DNA 可直接從空氣中收集

研究團隊將這種通過空氣主動收集、過濾哺乳動物 eDNA 來源的方式稱為 airDNA。

其研究所做的評估主要有這樣幾點：

• 從空氣中提取 DNA 的可行性

• 何種空氣量、何種水生 eDNA 過濾方法可以直接應用于 airDNA

• airDNA 的來源

在實驗中，團隊選取的研究對象是裸鼴鼠（Heterocephalus glaber）——百度百科稱，裸鼴鼠是哺乳動物的杰出代表，表面皮膚上幾乎無毛，并完全沒有疼痛感，壽命是其它鼠類生物壽命的 10 倍，身體中具有癌癥的天然抗性物質(zhì)。

研究團隊打造了 15 個占地面積為 3 m×4 m 的裸鼴鼠飼養(yǎng)室，飼養(yǎng)室里總共有 225 只裸鼴鼠。

通過使用兩種尺寸的過濾器，研究團隊共收集了五、十、二十分鐘的空氣樣本共 12 個。

在空氣樣本提取好之后，進入 PCR 階段。

PCR 全稱是 Polymerase Chain Reaction，即聚合酶鏈式反應，指一種用于放大擴增特定 DNA 片段的分子生物學技術。

簡單來講，這種技術就是將生物體外的特殊 DNA 進行復制，將微量的 DNA 大幅增加。

正如百度百科所介紹的那樣：

無論是化石中的古生物、歷史人物的殘骸，還是幾十年前兇殺案中兇手所遺留的毛發(fā)、皮膚或血液，只要能分離出一丁點的 DNA，就能用 PCR 加以放大，進行比對。

PCR 過后，團隊通過 Sanger 法測序對 DNA 堿基序列進行分析。

經(jīng)過上述步驟，研究團隊成功檢測出了空氣樣本中的裸鼴鼠 DNA——更重要的是，科學家們還在樣本中發(fā)現(xiàn)了人類 DNA（來自接觸過飼養(yǎng)室的研究人員）。

研究團隊認為：

鑒于這一方法的有效性和非侵入性，將 eDNA 用作生物監(jiān)測工具，將是一個快速發(fā)展的領域。

未來，這種取樣方法必將使得法醫(yī)鑒定、犯罪現(xiàn)場分析變得更為高效。

對于這一研究，網(wǎng)友評價道：

異度侵入要成真了！

琥珀里的氣泡，是不是含著恐龍的 DNA？侏羅紀公園還遠嗎？

玩家已可在空氣中獲取 NVIDIA。

對此你怎么看？

引用來源：

https://peerj.com/articles/11030/

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