科學家能從空氣採集 DNA！這項讓人「無所遁形」技術新突破

DNA 是生物發育和正常運作必不可少、攜帶遺傳訊息的生物大分子。

即便兩個沒有血緣關係的個體，DNA 序列相同部分也可達 99.9%，因此比對 DNA 樣本並不需要整個 DNA 序列分析。整體而言，基於 DNA 做親子鑑定、法醫鑑定等，是可靠的方法。不過在犯罪現場，DNA 污染的情況時有發生，增加辨識罪犯的難度。這種情況和科學界術語 eDNA 有相似之處。

eDNA（Environmental DNA）即環境 DNA，指環境樣本發現的不同生物基因組 DNA 混合。近日英國倫敦瑪麗女王大學研究團隊達成從空氣直接收集 eDNA。想像一下，未來辨識犯罪現場的複雜度將降低很多。

3 月 31 日，相關研究成果發表於學術期刊《PeerJ》，題為《eDNAir: proof of concept that animal DNA can be collected from air sampling》（eDNAir：動物 DNA 可以從空氣樣本中收集的概念證明）。

「eDNA 讓我們無處遁形」

目前 eDNA 正越來越多用在生物監測、物種佔有率研究及瀕危物種、入侵物種的監測，特別是針對水生生態系統。簡單講，某動物在某環境生活，DNA 可能掉落各處，因此 eDNA 樣本包含的可能有土壤、沉積物、排泄物、空氣、水體甚至生物本身。具體到水生環境，eDNA 樣本可來自排泄物、腐爛的生物體或組織碎片、生殖細胞等。

隨著 DNA 檢測技術愈發成熟，科學家甚至可從環境樣本直接檢測到動物的DNA。透過這方法，2018 年 4 月，美國華盛頓州立大學助理教授 Caren Goldberg 證實全球第四隻斑鱉（中國國家一級保護動物，龜類最瀕危物種之一）的存在。紐西蘭奧塔戈大學基因組和生殖專家 Neil Gemmell 及團隊也希望藉此方法，分析尼斯湖湖水樣本，旨在找到更多關於尼斯湖水怪的證據。

正因如此，有一說法：這項技術終將讓我們無所遁形。

不少人看來，分析研究 eDNA 本質上就是分析 DNA 屬於哪些物種，與傳統動植物分類調查是同樣道理。比起傳統採樣，eDNA 研究對生態系統造成的損害小，速度也更快。

針對水污染問題，科學家的檢測方法是設計試劑盒，以便快速純化、提取水樣本 eDNA。倫敦瑪麗女王大學設計的空氣提取 eDNA，可說是重要突破。

動物 DNA 可直接從空氣收集

研究團隊將透過空氣主動收集、過濾哺乳動物 eDNA 來源的方式稱為 airDNA。研究評估主要有幾點：

從空氣提取 DNA 的可行性。
何種空氣量、何種水生 eDNA 過濾方法可直接應用於 airDNA。
airDNA 來源。

團隊的研究對象是裸鼴鼠（Heterocephalus glaber），打造 15 個佔地面積為 3×4 公尺的裸鼴鼠飼養室，總共有 225 隻裸鼴鼠。使用兩種尺寸過濾器，研究團隊共收集 5、10、20 分鐘空氣樣本共 12 個。之後進入 PCR 階段。PCR 全稱是 Polymerase Chain Reaction，即聚合酶鍊式反應，用於放大擴增特定 DNA 片段的分子生物學技術。簡單來講，這種技術就是複製生物體外的特殊 DNA，將微量 DNA 大幅增加。

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