Ученые говорят, что ДНК, извлеченная из воздуха, имеет множество применений и последствий

Следы, оставленные на пляже. Вдохнул воздух в оживленной комнате. Вода океана.

Ученым удалось собрать и проанализировать подробные генетические данные ДНК человека из всех этих мест, поднимая острые этические вопросы о согласии, конфиденциальности и безопасности, когда речь идет о нашей биологической информации.

Исследователи из Университета Флориды, которые использовали экологическую ДНК, найденную в песке, для изучения находящихся под угрозой исчезновения морских черепах, заявили, что ДНК настолько высокого качества, что ученые могут идентифицировать мутации, связанные с болезнью, и определить генетическое происхождение популяций, живущих поблизости.

Они также могли сопоставить генетическую информацию с отдельными участниками, которые вызвались восстановить свою ДНК в рамках исследования, опубликованного в понедельник в научном журнале Nature Ecology & Evolution.

«Все эти очень личные, наследственные и связанные со здоровьем данные находятся в свободном доступе в окружающей среде и прямо сейчас просто витают в воздухе», — сказал Дэвид Даффи, профессор геномики болезней диких животных в Университете Флориды.

Экологическая ДНК была получена из воздуха, почвы, отложений, воды, вечной мерзлоты, снега и льда, и эти методы в основном используются для отслеживания и защиты находящихся под угрозой исчезновения животных.

Человеческая ДНК, которая просочилась в окружающую среду через нашу слюну, кожу, пот и кровь, может быть использована для поиска пропавших без вести, помощи в судебно-медицинских расследованиях для раскрытия преступлений, обнаружения мест археологического значения и для мониторинга состояния здоровья с помощью ДНК, найденной в сточных водах. , отмечается в исследовании.

Однако способность захватывать ДНК человека из окружающей среды может иметь ряд непредвиденных последствий — как непреднамеренных, так и злонамеренных, добавили они. К ним относятся нарушения конфиденциальности, отслеживание местоположения, сбор данных и генетическое наблюдение за отдельными лицами или группами. Это может привести к этическим препятствиям для одобрения исследований дикой природы.

Матиас Винрот, старший научный сотрудник, изучающий социальные и этические аспекты генетики в судебной экспертизе, слежке и здоровье человека в Университете Нортумбрии в Великобритании, сказал, что ученые, участвовавшие в исследовании, серьезно отнеслись к «этическим аспектам своей работы» и «выявили некоторые ключевые проблемы, которые могут возникнуть с их выводами».

«Важно сохранить человеческую автономию, достоинство и право на самоопределение в отношении личных данных. Это сложно, если вы не можете спросить разрешения у тех, чья ДНК может быть собрана в окружающей среде, потому что, вероятно, нет возможности избегайте попадания ДНК в окружающую среду через кожу, волосы и дыхание», — написал по электронной почте Винрот, не участвовавший в исследовании.

Он подчеркнул необходимость разработки и внедрения предвидения в исследованиях генетики и геномики: «Ключевая проблема заключается в том, что такие случайные результаты eDNA могут попасть в базы данных, которые можно сравнить с пользовательскими данными в других генетических базах данных, тем самым подрывая информированное согласие и даже конфиденциальность».

ДНК ЧЕЛОВЕКА НАЙДЕНА В ВОДЕ, ПЕСКЕ, ВОЗДУХЕ

Группа ученых из Лаборатории морской биологии Уитни и Госпиталя морских черепах Университета Флориды использовала экологическую ДНК, извлеченную из черепашьих следов, оставленных на песке, для изучения находящихся под угрозой исчезновения зеленых морских черепах и вирусных видов рака, которым они подвержены, когда они заметили, что они также сбор ДНК человека из песка, а также в океане и реках, окружающих лабораторию.

Они назвали эту информацию «человеческим генетическим приловом» и решили изучить это явление более глубоко.

В дополнение к образцам из субтропической Флориды Даффи исследовал воду из реки Авока в графстве Уиклоу в Ирландии с умеренным климатом, обнаружив человеческую ДНК, когда она текла через город Арклоу, хотя и не в самом верхнем течении реки, где не было человеческого жилья.

Они также извлекли ДНК из следов, оставленных на песке четырьмя добровольцами. С разрешения они смогли секвенировать часть геномов участников. Затем исследователи взяли образцы воздуха из комнаты площадью 280 квадратных футов в клинике для животных, где шесть человек работали, занимаясь своими обычными повседневными делами. Команда восстановила ДНК, которая совпала с ДНК добровольцев, пациентов-животных и распространенных вирусов животных.

Из генетической информации, которую ученые собрали, они смогли определить генетические варианты, связанные с европейскими и латиноамериканскими популяциями, а также варианты, связанные с рядом расстройств и заболеваний, таких как аутизм, диабет, заболевания глаз, рак и болезни сердца.

«Эти последовательности восстановили как ядерную, так и митохондриальную области генома человека, что означает, что мы можем легко определить, гулял ли мужчина или женщина по солнцу или (их) присутствие в комнате, в зависимости от того, секвенировали мы или нет. Х- или Y-хромосома», — пояснил Даффи на брифинге.

«Используя митохондриальный геном, мы смогли исследовать генетическое происхождение наших образцов».

Ив Моро, профессор Лёвенского университета в Бельгии, изучающий искусственный интеллект и генетику и проливший свет на китайские образцы ДНК тибетского и уйгурского меньшинств, сказал, что, хотя можно представить себе сценарий, в котором «мафия или диктатура отследить защищенного свидетеля или политического беженца» с помощью секвенирования сточных вод, это оставалось «немного надуманным».

«Нам нужно политическое обсуждение ожиданий конфиденциальности в публичном пространстве, в частности в отношении ДНК. Мы не можем избежать потери ДНК в публичном пространстве», — сказал по электронной почте Моро, который не участвовал в этом исследовании.

«Однако мы не должны паниковать, и я всегда опасаюсь мер предосторожности, которые заставят исследования остановиться. Это тонкий баланс, который нужно найти».