Prema našem novom istraživanju, ljudska DNK se može sekvencirati iz malih količina vode, peska i vazduha u okruženju da bi se potencijalno izdvojile informacije koje se mogu identifikovati kao što su genetska linija, pol i zdravstveni rizici.
Svaka ćelija tela sadrži DNK. Pošto svaka osoba ima jedinstveni genetski kod, DNK se može koristiti za identifikaciju pojedinačnih ljudi. Obično lekari i istraživači dobijaju ljudsku DNK direktnim uzorkovanjem, kao što su testovi krvi, brisevi ili biopsije. Međutim, sva živa bića, uključujući životinje, biljke i mikrobe, neprestano izbacuju DNK. Voda, zemljište, pa čak i vazduh sadrže mikroskopske čestice biološkog materijala iz živih organizama.
DNK koju je organizam izbacio u životnu sredinu poznat je kao DNK životne sredine ili eDNK. Poslednjih nekoliko decenija, naučnici su bili u mogućnosti da sakupe i sekvenciraju eDNK iz uzoraka tla ili vode kako bi pratili biodiverzitet, populacije divljih životinja i patogene koji izazivaju bolesti. Praćenje retkih ili neuhvatljivih ugroženih vrsta kroz njihovu eDNK bila je blagodat za istraživače, pošto tradicionalne metode praćenja kao što su posmatranje ili hvatanje mogu biti teške, često neuspešne i nametljive za vrste od interesa.
Istraživači koji koriste eDNK alate obično se fokusiraju samo na vrste koje proučavaju i zanemaruju DNK drugih vrsta. Međutim, ljudi se takođe izlučuju, kašlju i ispiraju DNK u svoje okruženje. I kao što je naš tim genetičara, ekologa i morskih biologa u laboratoriji Duffi na Univerzitetu Florida otkrio, znaci ljudskog života mogu se naći svuda osim na najizolovanijim lokacijama. Autori i njihove kolege koriste DNK životne sredine za proučavanje morskih kornjača.
Naš tim koristi ekološku DNK za proučavanje ugroženih morskih kornjača i virusnih tumora kojima su podložne. Male morske kornjače koje se izlegu puštaju DNK dok puze duž plaže na putu do okeana ubrzo nakon što su rođene. Pesak izvučen sa njihovih tragova sadrži dovoljno DNK da pruži dragocen uvid u kornjače i helonidne herpesviruse i tumore fibropapilomatoze koji ih pogađaju. Uzimanje litara vode iz rezervoara morske kornjače koja se oporavlja pod veterinarskom negom takođe pruža obilje genetskih informacija za istraživanje. Za razliku od uzorkovanja krvi ili kože, prikupljanje eDNK ne izaziva stres za životinju.
Tehnologija genetskog sekvenciranja koja se koristi za dekodiranje DNK se brzo poboljšala poslednjih godina i sada je moguće lako sekvencirati DNK svakog organizma u uzorku iz okoline. Naš tim je sumnjao da će uzorci peska i vode koje smo koristili za proučavanje morskih kornjača takođe sadržati DNK brojnih drugih vrsta — uključujući, naravno, ljude. Ono što nismo znali je koliko bi informativan bio ljudski DNK koji bismo mogli da izdvojimo.
Da bismo ovo shvatili, uzeli smo uzorke sa raznih lokacija na Floridi, uključujući okean i reke u urbanim i ruralnim područjima, pesak sa izolovanih plaža i udaljeno ostrvo koje ljudi obično nikada ne posećuju. Pronašli smo ljudsku DNK na svim tim lokacijama osim na udaljenom ostrvu, a ovi uzorci su bili dovoljno visokog kvaliteta za analizu i sekvenciranje.
Takođe smo testirali tehniku u Irskoj, prateći reku koja vijuga sa udaljenog vrha planine, kroz mala ruralna sela i u more u većem gradu od 13.000 stanovnika. Pronašli smo ljudski DNK svuda osim u udaljenoj planinskoj pritoci gde reka počinje, daleko od ljudskog stanovanja.
Takođe smo prikupili uzorke vazduha iz sobe u našoj veterinarskoj bolnici za divlje životinje na Floridi. Ljudi koji su bili prisutni u prostoriji dali su nam dozvolu da uzmemo uzorke iz vazduha. Pronašli smo DNK koja odgovara ljudima, pacijentu sa životinjama i uobičajenim životinjskim virusima prisutnim u vreme sakupljanja.
Iznenađujuće, ljudska eDNK pronađena u lokalnom okruženju bila je dovoljno netaknuta da bismo identifikovali mutacije povezane sa bolešću i utvrdili genetsko poreklo ljudi koji žive u tom području. Sekvenciranje DNK koje su volonteri ostavili u svojim otiscima u pesku čak je dalo deo njihovih polnih hromozoma.
Naš tim nenamerno uzimanje ljudske DNK iz uzoraka životne sredine naziva „ljudskim genetskim ulovom“. Pozivamo na dublju diskusiju o tome kako etički postupati sa DNK ljudske životne sredine.
Ljudska eDNK bi mogla predstavljati značajan napredak u istraživanju u različitim poljima kao što su konzervacija, epidemiologija, forenzika i poljoprivreda. Ako se sa njom pravilno rukuje, ljudska eDNK bi mogla pomoći arheolozima da pronađu neotkrivena drevna ljudska naselja, omogućiti biolozima da prate mutacije raka u datoj populaciji ili da agencijama za sprovođenje zakona pruže korisne forenzičke informacije.
Međutim, postoji i bezbroj etičkih implikacija koje se odnose na nenamerno ili namerno prikupljanje i analizu ljudskog genetskog usputnog ulova. Informacije koje se mogu identifikovati mogu se izvući iz eDNK, a pristup ovom nivou detalja o pojedincima ili populacijama dolazi sa odgovornostima u vezi sa pristankom i poverljivošću.
Iako smo našu studiju sproveli uz odobrenje našeg institucionalnog odbora za pregled, koji osigurava da se studije o ljudima pridržavaju etičkih istraživačkih smjernica, ne postoji garancija da će svi tretirati ovu vrstu informacija etički.
Postavljaju se mnoga pitanja u vezi sa DNK ljudske životne sredine. Na primer, ko bi trebalo da ima pristup sekvencama ljudske eDNK? Da li ove informacije treba da budu javno dostupne? Da li treba tražiti saglasnost pre uzimanja uzoraka ljudske eDNK i od koga? Da li istraživači treba da uklone ljudske genetske informacije iz uzoraka koji su prvobitno prikupljeni da bi se identifikovale druge vrste?
Verujemo da je od vitalnog značaja primeniti propise koji obezbeđuju da se prikupljanje, analiza i skladištenje podataka sprovode etički i na odgovarajući način. Kreatori politike, naučne zajednice i druge zainteresovane strane treba da ozbiljno shvate prikupljanje ljudske eDNK i da uravnoteže saglasnost i privatnost sa mogućim prednostima proučavanja eDNK. Postavljanje ovih pitanja sada može pomoći da se osigura da su svi svesni mogućnosti eDNK i obezbedi više vremena za razvoj protokola i propisa kako bi se obezbedila odgovarajuća upotreba eDNK tehnika i etičko postupanje sa ljudskim genetskim usputnim ulovom.
