우리의 고유한 유전 암호를 담고 있는 세포 의 분자인 DNA 는 동물 내부에 있다는 것을 알고 있습니다. 그러나 당신은 아마도 그것이 공중에 떠 있다고 생각하지 않았을 것입니다. 지금까지 대부분의 과학자들도 마찬가지였습니다.
수석 연구 저자인 캐나다 토론토 요크 대학의 생태학자인 엘리자베스 클레어 박사는 이메일을 통해 "환경 DNA를 사용하여 미래에 생물 다양성을 모니터링할 수 있는 방법에 대한 문서를 작성하라는 요청을 받았습니다."라고 말했습니다. "흙, 눈, 비, 꿀을 잎사귀에 뿌리고 흘러내리는 물을 모으는 것까지 나열했습니다. 그런 다음 "그리고 공기"라고 말하고 설명할 수 있는 사례 연구를 찾았습니다. 정말 아무것도 없다는 것에 매우 놀랐습니다."
그녀는 Queen Mary University of London(당시 Clare가 소속되어 있던 곳)에 고위험, 고보상 아이디어에 대한 자금 출처가 있다는 것을 알게 되었고 대기 중 환경 DNA(eDNA) 샘플링에 대한 프로젝트를 제안했습니다. "사람들이 그것에 대해 이야기하는 것을 보고 놀랐지만 시도한 적이 없었습니다... 그래서 우리는 스스로 하기로 결정했습니다."라고 그녀는 말합니다.
클레어의 연구와 동시에 덴마크의 코펜하겐 대학에서도 비슷한 연구가 진행되고 있었다. 연구 저자이자 코펜하겐 대학의 연구원인 Dr. Christina Lynggaard는 그녀의 동료 코펜하겐 대학 연구원인 Kristine Bohmann이 아이디어를 생각해 냈다고 말합니다.
"그녀는 효과가 없을 수도 있는 '미친' 프로젝트를 지원하는 'Villum Experiment'라는 덴마크 연구 보조금을 신청하기를 원했지만, 효과가 있다면 연구 분야에 혁명을 일으킬 것입니다. 그녀는 생각했고 저는 '이 프로젝트는 공기를 진공 청소기로 청소하여 동물의 DNA를 감지하려는 것처럼 완전히 미쳤습니다.' 그녀는 프로젝트를 위한 돈을 받았고 우리는 그것을 시도할 수 있었습니다."라고 Lynggaard는 이메일로 말했습니다.
걱정하지 마십시오. 이것은 한 팀이 신용을 놓고 다른 팀과 싸우는 경우가 아닙니다. 실제로, 그들이 독립적으로 성공적이었다는 사실은 두 연구를 검증합니다 . 우리가 숨쉬는 공기에는 산소와 알레르겐보다 더 많은 것이 있다는 것이 밝혀졌습니다. 동물의 DNA는 도처에 있으며 이를 아는 것은 특히 멸종 위기에 처한 침입종 과 관련된 보전 조치가 될 수 있습니다.
동물 DNA가 수집된 방법
Clare의 팀은 영국의 Hamerton Zoo Park에서 동물 eDNA를 수집했습니다. 필터가 장착된 저전력 펌프를 사용하여 "커피를 만드는 것과 비슷합니다"라고 그녀는 말합니다. 근거가 잡힙니다. 이런 상황에서 "공기가 통하고 DNA가 잡히길 바란다"고 말했다. 연구팀 은 호랑이, 여우원숭이, 딩고 등 25종 의 동물을 발견했다. 그들은 심지어 테스트 장소에서 수백 미터 떨어진 동물로부터 eDNA를 수집했습니다.
코펜하겐 팀은 또한 덴마크의 코펜하겐 동물원에서 송풍기 팬에 부착된 필터를 사용했지만 다른 샘플에서는 공기 입자를 빨아들이는 수성 진공을 선택했습니다. "이 물은 DNA를 물에 유지하는 데 사용되는 특수 필터를 사용하여 여과됩니다."라고 Lynggaard는 말합니다. 연구팀은 이러한 방법을 통해 어류, 조류, 파충류, 양서류, 포유류 등 49종의 동물을 발견했다.
영국과 덴마크 연구팀 은 동물원 동물의 먹이로 사용되는 닭, 소, 말, 물고기의 eDNA와 다람쥐, 고슴도치 등 동물원 외부에 서식하는 동물의 eDNA도 추출했다 . 두 연구의 결과는 Cell Biology 에 별도로 게재 되었습니다 .
eDNA가 중요한 이유
이 시점에서 이것이 단순히 멋진 파티 트릭 이상의 것인지 자문할 수 있습니다. 그러나 동물 보호 노력의 잠재력은 엄청납니다. "비침습적인 방식으로 척추동물을 모니터링할 수 있는 새로운 방법을 사용함으로써 우리는 침입종, 심지어 낮은 인구 밀도로 인해 때때로 모니터링하기 어려운 멸종 위기에 처한 종까지 모니터링하는 데 도움이 될 수 있습니다."라고 Lynggaard는 설명합니다.
Lynggaard는 두 연구 모두 "eDNA로 수행할 수 있는 작업의 한계를 넓혔을 뿐만 아니라 기존의 육상 동물 모니터링 방법을 보완하는 새롭고 비침습적인 도구를 보여주었습니다. 이는 보존 노력을 알리는 데 매우 중요한 것입니다."라고 말했습니다.
eDNA 연구는 아직 초기 단계이기 때문에 이것이 실제로 보존 분야에서 시작되기까지는 1분이 걸릴 것입니다. 첫째, 코펜하겐 팀은 초기 실험이 동물원 내에서 이루어졌기 때문에 다른 영역에서 실험을 반복하기를 원합니다. "우리는 그것이 모든 곳에서 또한 가능할 것으로 기대하지만 그것이 다음에 해야 할 일입니다. 우리는 자연에서 어떤 일이 일어나는지 알고 싶습니다."라고 그녀는 말합니다.
이 시점에서 동물 DNA가 어떻게 공기 중으로 들어가는지는 불분명합니다. "생물학적 물질의 출처일 수 있습니다. 벗겨진 피부 세포, 머리카락 조각, 대변, 소변, 심지어 숨을 내쉴 때조차 잠재적으로? 우리는 단순히 모릅니다. [EDNA]는 우리가 수집하지 않은 모든 DNA로 정의됩니다. 조직에서 직접 얻을 수 있습니다."라고 Clare는 말합니다.
"우리는 그것이 얼마나 멀리 이동할 수 있는지, 얼마나 빨리 축적되는지, 얼마나 빨리 분해되는지, 그리고 어떤 날씨 또는 위치 요인이 이것을 변경할 수 있는지 알지 못합니다."라고 그녀는 덧붙였습니다. 그녀는 추가 테스트를 통해 개념을 훨씬 더 구체화할 것이라고 말합니다. "이것은 생물 다양성을 샘플링하기 위해 실제 세계에서 이 방법을 실제로 배포할 수 있는 방법을 파악하는 데 도움이 될 것입니다."
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