처음으로 공기 중에서 DNA를 감지 (동영상)

문광주 기자 / 기사승인 : 2021-04-07 21:37:31
  • -
  • +
  • 인쇄
(3분 읽기+3분 41초 동영상)
- 환경 DNA(eDNA)의 사용은 과학계에서 점점 더 흥미로운 주제다.
- 동물과 인간은 실내 공기에도 유전적 흔적을 남긴다.
- 법의학, 인류학, 심지어 의학 분야에서 잠재적으로 응용 가능

처음으로 공기 중에서 DNA 감지
동물과 인간은 실내 공기에도 유전적 흔적을 남긴다.
 
보이지 않는 흔적 :
미래에는 범죄 현장의 공기 샘플이 범죄자들을 기소하는 데 도움이 될 수 있다.
연구에서 처음으로 밝혀진 바와 같이, 우리 인간은 실내 공기에도 유전 물질의 흔적을 남긴다. 이러한 공기 DNA의 분석은 예를 들어 동굴과 둥지의 공기를 기반으로 동물을 식별하거나 병원균의 에어로졸 전파를 조사하는 데 사용될 수 있다. 

▲ 우리의 DNA는 심지어 공중에 떠다니며 감지할 수 있다.

PCR 검사를 사용해 바이러스를 탐지하거나 범죄학 또는 희귀 동물을 검색할 때 DNA 샘플은 이제 많은 전문 분야에서 일상생활의 일부다. 분석에 필요한 유전 물질은 일반적으로 혈액 또는 타액 샘플에서 분리되지만 머리카락, 뼈, 대변, 토양 샘플 및 심지어 물에서도 DNA 조각을 검사할 수 있다.
"이 소위 환경 DNA(eDNA)의 사용은 과학계에서 점점 더 흥미로운 주제다"고 런던의 Queen Mary University의 주 저자 엘리자베스 클레어(Elizabeth Clare)가 설명한다.

보이지 않는 DNA 구름

그러나 지금까지 조사된 모든 샘플에서 지금까지 한 가지 유형의 유전적 유산이 누락됐다.
인간과 다른 동물이 끊임없이 우리 주변의 공기 중으로 방출하는 DNA 조각이다.
호흡과 함께, 피부 조각이나 분비물과 증기를 통해 이러한 유전적 흔적은 공기로 들어가 우리 주위에 일종의 개인 구름을 형성한다.

Clare와 그녀의 팀은 예를 들어 실내 공기의 샘플에서 이 공기 DNA를 감지할 수 있는지 테스트하기 위해 예제를 사용했다. 이를 위해 그들은 1년 넘게 벌거벗은 두더지 쥐 군집이 있는 시험실에서 특수 HEPA 필터를 통해 공기를 흡입했다. 동물원 사육사와 과학자들도 정기적으로 이 방에 들어간다. 연구팀은 PCR을 사용하여 공기 샘플에 포함된 DNA를 증폭한 다음 그 기원을 분석했다.

공기 샘플에서 최초의 DNA 검출

결과 : 샘플은 말 그대로 얇은 공기에서 추출됐지만 검출 가능한 양의 동물과 인간 DNA가 포함되어 있다. 벌거벗은 두더지 쥐의 유전 물질과 인간 유전자 서열이 모두 검출되었다.
"세계는 DNA의 진정한 바다다. 물속에, 땅속에 있고, 이제 우리도 그것이 공중에 있다는 것을 안다"며 "이것은 동물 eDNA도 공중에서 얻을 수 있다는 최초의 발표 된 증거다”고 클레어가 말했다.
▲ 벌거벗은 두더지 쥐의 유전 물질과 인간 유전자 서열이 모두 검출되었다.

팀은 그러한 공기 샘플이 방, 나무 구멍 또는 동물의 지하 굴과 같이 상대적으로 제한된 공기량에서 나올 때 특히 좋다고 생각한다. “희석 효과는 최소화될 수 있다.”라고 연구원들은 말한다. 이 공중 DNA 탐지가 실외에서도 어느 정도까지 작동하는지는 아직 명확하지 않다.

▲ 생태학에서 공기 속 DNA는 동굴, 둥지 또는 굴을 기반으로 희귀하고 수줍은 동물을 추적하고 식별하는 데

사용될 수 있다.


범죄학, 생태학 및 전염병 퇴치에 유용하다.

실내 공기 샘플이나 동물 구조에서 DNA를 분리하는 가능성조차도 완전히 새로운 분석 가능성을 열어 준다고 Clare와 그녀의 팀은 강조한다.
예를 들어 범죄학에서는 범죄 현장에서 피나 머리카락이 없어도 가해자의 DNA를 추적 할 수 있다. 생태학에서 공기 속 DNA는 동굴, 둥지 또는 굴을 기반으로 희귀하고 수줍은 동물을 추적하고 식별하는 데 사용될 수 있다.

<공기중에서 나온 DNA. Elizabeth Clare가 원리를 설명한다. © PeerJ>


코로나 전염병 및 기타 전염병이 진행되는 동안에도 공기 샘플이 도움이 될 수 있다.
예를 들어, 병원균이 공기를 통해 전파되는지 여부와 그 정도를 확인하는 데 사용할 수 있다. "현재 사회적 거리두기 지침은 주로 물방울과 바이러스 입자가 얼마나 멀리 분포되어 있는지에 대한 물리적 측정을 기반으로 한다"고 연구원들은 말한다.
그들의 기술을 사용하면 공기를 직접 샘플링하고 공기 중에 존재하는 병원균을 직접 결정할 수 있다.

Clare는 “처음에는 이 기술을 생태 조사에 사용할 수 있는지 테스트하고 싶었다. 그러나 이제는 법의학, 인류학, 심지어 의학 분야에서 잠재적으로 응용할 수 있는 방법이 됐다"고 말했다. (PeerJ, 2021; doi : 10.7717 / peerj.11030)
출처 : Queen Mary University of London

[더사이언스플러스=문광주 기자]

[저작권자ⓒ the SCIENCE plus. 무단전재-재배포 금지]

  • 글자크기
  • +
  • -
  • 인쇄
뉴스댓글 >

주요기사

+

많이 본 기사

Basic Science

+

Technology

+

Photos

+