ДНК голого землекопа обнаружена в воздухе

Исследования ДНК из воды или почвы стали обычным делом, но ДНК млекопитающих из воздуха выделяют значительно реже. Британские ученые собрали образцы воздуха в помещениях, где находились голые землекопы Heterocephalus glaber и люди, и сумели идентифицировать ДНК обоих видов. Эта технология анализа может найти широкое применение, от изучения биоразнообразия до криминалистики.

Credit:

belizar | 123rf.com

Ученые из Лондонского университета королевы Марии выделили из воздуха и секвенировали ДНК двух видов млекопитающих — голого землекопа и человека. Исследования ДНК из окружающей среды (экологической ДНК, или эДНК) широко распространены. Если речь идет о животных, обычно это ДНК из слюны, мочи, фекалий или клеток кожи, которую обнаруживают в небиологических образцах — например, в воде из открытых водоемов. Обычно такие образцы содержат интактные клетки и митохондрии и свободные молекулы ДНК.

Секвенирование эДНК все шире используется для биомониторинга, изучения биоразнообразия и поиска исчезающих и инвазивных видов. Но, как правило, это виды, обитающие в воде, например, охраняемый в Великобритании гребенчатый тритон. Изучаются и другие источники эДНК — кровь, почва, донные отложения, лед, снег и даже мед — но публикаций по ним намного меньше. В образцах воздуха изучают ДНК пыльцы, микробов или грибов. Публикаций по ДНК животных, переносимой по воздуху, в рецензируемых журналах нет, во всяком случае, авторы нового исследования их не нашли. (Хотя они упоминают две работы такого типа: магистерскую диссертацию по ДНК насекомых и детектор птиц, созданный японскими школьниками.)

Исследователи брали пробы воздуха из искусственных нор, в которых жили голые землекопы Heterocephalus glaber. Пятнадцать колоний общей численностью в 225 особей находились в комнате размером 3×4 м, туда часто заходили сотрудники, ухаживающие за животными.

Воздух из нор выкачивали с помощью шланга, подсоединенного к насосу. Авторы подчеркивают, что насос работал тихо — не громче, чем сами землекопы грызут еду, — и не беспокоил животных. Время прокачки составляло от 5 до 20 мин, при этом ДНК оседала на фильтре, который обычно используемый для отбора проб морской эДНК. Таким жа образом фильтровали воздух из комнаты.

Фильтры хранили в морозилке в пакетах, а затем помещали в пробирку с лизирующим буфером и выделили ДНК. Затем амплифицировали с помощью ПЦР гены 16S митохондриальной ДНК (амплификация 12S была менее успешной). Продукты амплификации секвенировали методом Сэнгера и высокопроизводительного секвенирования (Illumina NextSeq). Для подготовки образцов к секвенированию по Сэнгеру использовали набор Monarch PCR and DNA cleanup kit (NEB). сравнение с митохондриальными геномами человека и голого землекопа проводили с использованием BlastN.

Как в образцах из норы, так и в образцах воздуха из комнаты была обнаружена ДНК обоих видов. Авторы обнаружили ДНК голого землекопа в образцах из норы и из комнаты, а также человеческую ДНК во всех образцах. Для контроля искали последовательности, соответствующие геномам других видов. ДНК коров обнаружена не была, для собак и овец в нескольких образцах были результаты, которые авторы считают ложноположительными.

«Я склонна думать об этом как о супе, — сказала Gizmodo первый автор статьи Элизабет Клэр, молекулярный эколог из Лондонского университета королевы Марии. — Мы в супе, и он содержит пыль, пыльцу и кусочки ДНК, плавающие вокруг».

Авторы признают, что исследование ДНК животных в пробах воздуха, собранных на открытых местах, связано с очевидными трудностями. Однако отбор образцов воздуха из пещеры, норы или дупла может оказаться информативным. Элизабет Клэр проводит полевые работы с летучими мышами, которые в последние два года стали самым актуальным объектом.

Экологическая ДНК из образцов воздуха (авторы обдумывают, назвать ли ее airDNA или eDNAir) предоставит новые возможности не только ученым, но и природоохранным службам. Такие исследования помогут понять, как животные пережили природные катастрофы, например, лесные пожары. Исследования ДНК из воздуха могут найти применения и в криминалистике, для идентификации человека.

Источник

Elizabeth L. Clare, et al. // eDNAir: proof of concept that animal DNA can be collected from air sampling // PeerJ, 2021, 9:e11030, DOI: 10.7717/peerj.11030

Добавить в избранное

Вам будет интересно