“你的DNA现在可以从空气中提取”

2023-05-22 14:05

据美国《纽约时报》网站5月15日报道，美国佛罗里达大学野生动物遗传学家戴维·达菲只是想找到一种更好的方法来追踪海龟的疾病。然而，他发现到处都能找到人类脱氧核糖核酸（DNA）。

在过去10年间，野生动物研究人员改进了复原环境DNA——所有生物留下的微量遗传物质——的技术。对生态学家来说，环境DNA是一种强大、便宜的工具，且无处不在——它飘浮在空气中，或者存在于水、雪、蜂蜜甚至你的一杯茶中。研究人员利用这种方法，在入侵物种大量入境前发现它们，追踪脆弱或神秘的野生动物种群，甚至重新发现被认为已经灭绝的物种。废水监测系统也使用环境DNA技术来监测新冠病毒和其他病原体。

但一直以来，使用环境DNA技术的科学家无意间获取了大量人类DNA。对他们来说，这是污染，是一种混淆他们数据的人类基因组副产品。但如果有人故意着手收集人类DNA呢？

纽约大学法学院的法学教授埃林·墨菲说，对执法人员来说，新的DNA收集技术“就像猫薄荷”。警方很快就采用了准确性未经证实的工具，比如利用DNA来绘制基于概率的嫌疑人草图。

15日发表在英国《自然·生态学与进化》杂志上的研究结果显示，科学家可以从残留在环境中的微小人类DNA片段中获取医学和血统信息。

几十年来，我们已经很清楚，我们的DNA碎片像垃圾一样覆盖在地球上。这似乎并不重要。科学家认为，环境中的DNA太小，降解程度太高，无法有意义地复原，更不用说用来识别人类个体了，除非它来自不同的样本，比如血迹或某人触碰过的东西。

野生动物研究人员还是采用了环境DNA技术，因为他们只是在寻找非常小的DNA片段。但是，在监测佛罗里达州海龟的疾病时，达菲及其团队在样本中发现，来自人类的环境DNA达到“惊人的”水平。他们随后着手深入了解人类DNA在环境中的状况，看看它能透露多少关于某个地区的人的信息。

在一项实验中，研究人员从佛罗里达州圣奥古斯丁的一条小溪中提取了一个易拉罐大小的水样本，用作概念验证。然后，他们将提取自样本的遗传物质放入纳米孔测序仪。这种测序仪可以让研究人员读取较长的DNA片段。他们使用的这款设备价格约为1000美元，只有打火机大小，可以像闪存盘一样插入笔记本电脑。

研究团队从样本中复原的清晰人类DNA比他们预期的要多得多。随着人类遗传学知识的扩充，哪怕只对有限的样本进行分析，也能揭示丰富的信息。

研究人员复原的线粒体DNA——在一代又一代人里，由母亲直接遗传给孩子——多到足以生成小溪周围人口的遗传谱系快照。这张快照与该地区最新人口普查数据展现的种族构成大致相同。不过，研究人员指出，种族身份并不能很好地代表遗传谱系。一个线粒体样本甚至足够完整，可以满足联邦失踪者数据库的要求。

研究人员还发现了一些会令携带者患糖尿病、心脏病或多种眼疾的风险上升的关键基因突变。

数据显示，遗传物质出现在样本中的某个人携带着可能引发一种罕见病的基因突变。这种罕见病会导致进行性神经损伤，且往往致命。