ДНК довкілля або екологічна ДНК () — це ядерна або мітохондріальна ДНК, виділена зі зразків навколишнього середовища (води, ґрунту, повітря тощо). Дозволяє виявляти види або групи організмів за слідами ДНК без їхнього вилову чи фізичного контакту, оцінювати генетичне різноманіття популяцій, виявляти інбридинг, інвазивні види, ідентифікувати окремих особин і підвиди.
Опис методу
Аналіз ДНК довкілля був започаткований мікробіологами у 1980-х роках для збору ДНК зі зразка ґрунту без попереднього виділення цільових мікроорганізмів.
ДНК довкілля містить складну суміш клітинної (геномної) та позаклітинної (деградованої в результаті загибелі клітин та подальшого руйнування) ДНК різних організмів. За певних умов вона може залишатися у довкіллі протягом досить тривалого часу. Наприклад, у воді період напіврозпаду такої ДНК становить лише кілька годин або тижнів, а в осадах, ґрунтах і льодовиках вона може зберігатись набагато довше – від кількох тисяч до півмільйона років. ДНК із давніх зразків є надзвичайно фрагментованою та хімічно зміненою під дією фізичних, хімічних і біологічних чинників довкілля. У більшості випадків вивільнена з організму ДНК руйнується, переважно внаслідок дії бактеріальних і грибних екзонуклеаз.
Видову належність ДНК довкілля визначають за допомогою ДНК-штрихкодування — ідентифікації особливих коротких ДНК-маркерів (часто це ділянки генів цитохромоксидази або генів, що кодують рибосомну РНК). У зразках ґрунту, осаду чи води кількість такої ДНК часто незначна, тому для її подальшого аналізу використовують полімеразну ланцюгову реакцію.
Для комплексного моніторингу екосистем використовують ДНК довкілля.
Переваги та обмеження Однією з ключових переваг аналізу ДНК довкілля є неінвазивний збір даних, що відповідає концепції 3R у біомедичних та екологічних дослідженнях на тваринах та узгоджується із засадами ().
Оскільки дані секвенування ДНК довкілля (як і будь-яких молекулярних досліджень) мають депонуватися у відкритих репозиторіях і базах даних, дедалі актуальнішим стає питання їхнього збереження, захисту та резервного копіювання.
Див. також Метагеноміка
Примітки
Посилання eDNA: a new tool to establish invasive species eradication success? — стаття на сайті Британського екологічного товариства Environmental DNA — аналітичний огляд Міжнародного союзу охорони природи (IUCN) Environmental DNA (eDNA) — огляд на сайті Океанографічного інституту WHOI