Förklarare: DNA-jägare

February 16, 2022 paramo Svenska Artiklar 0

“Spår av DNA lämnas kvar av alla arter överallt”, säger Ryan Kelly. Han är ekolog vid University of Washington i Seattle. Han arbetar också på Center for Ocean Solutions vid Stanford University i Palo Alto, Kalifornien. Klåda det, säger han, och du tappar hudceller som innehåller ditt DNA. Husdjur och andra djur lämnar efter sig bitar av död hud som kallas mjäll. Reptiler fäller huden när de växer. Det finns till och med DNA i bajs.

“Precis som kriminaltekniker gör på en brottsplats varje dag, upptäcker vi det spår av DNA som är kvar”, förklarar David Lodge. Han är biolog vid University of Notre Dame i South Bend, Ind. Och han letar efter tecken på att ett djur har funnits genom att spana efter bitar av det DNA som det hade tappat. Forskare kallar denna genetiska kull e-DNA. Här står “e” för miljö.

DNA är format som en vriden stege. Dess stegpinnar är gjorda av vad som kallas baspar. Det finns fyra typer.FORLUVOFT/WIKIMEDIA COMMONS

DNA är det genetiska material som finns i cellerna hos alla levande organismer. Det ser ut som en lång, vridbar stege. Varje steg på den stegen är ett par kemikalier som kallas nukleotider. Det finns fyra av dessa kemikalier: adenin, tymin, cytosin och guanin. Forskare refererar till dem som A, T, C och G, för kort. Varje nukleotid på ena långsidan av stegen måste paras ihop med en specifik på andra sidan. A:s enda par med T. Alla C måste paras med G.

Människor har cirka 3 miljarder stegpinnar, eller baspar, i sitt DNA. Andra arter har fler eller färre. Ordningen av baspar i varje individs DNA är unik, men dess mönster kommer att vara mycket likt det hos andra medlemmar av dess art. Forskare kan använda den koden för att identifiera en art.

Forskare letar efter eDNA i hela miljön, i vatten, jord, iskärnor – till och med blodiglarnas tarmar.

Forskare i labbet börjar med något miljöprov. Det kan vara ett löv, en flaska med vatten, lite djurvävnad eller damm. Det första steget är att isolera celler från en eller flera levande organismer i provet. Sedan lägger de till dessa till några hårt arbetande kemikalier. En kemikalie bryter ner cellväggar för att frigöra deras DNA. En annan kemikalie griper tag i proteiner och andra material som inte är DNA. En maskin snurrar sedan blandningen i hög hastighet. DNA-fylld vätska flyter till toppen. Allt annat sjunker till botten. Fler steg blir av med extra vätska från det översta lagret.

Ytterligare arbete kan behövas längs vägen för att “städa upp” prover ännu mer, förklarar Margaret Hunter. Hon är genetiker vid US Geological Survey i Gainesville, Florida. Till exempel var hennes labb tvungen att ta bort vissa föreningar som producerats av lokala träd. Hon letade efter DNA från invasiva burmesiska pytonslangar. Dessa trädkemikalier kunde ha stoppat reaktioner som borde äga rum i nästa steg i hennes sökning efter python eDNA.

I projekt fokuserade på vissa speciella arter, såsom pyton, söker de nästa stegen igenom provet efter ett visst spännsteg från DNA:s stegliknande struktur. Denna specifika spännvidd av DNA-molekylen är känd som en sekvens. Och det kommer att vara unikt för sin art.

Förklarare: Hur PCR fungerar

Om det hittas kommer metoden att göra många, många kopior av det DNA-fragmentet. Denna kopieringsprocess kallas polymeras (Puh-LIM-er-ase) kedjereaktion, eller PCR. I själva verket fungerar det som en kopiator för DNA.

Att använda PCR kommer att öka den DNA-signalen, förklarar Eva Egelyng Sigsgaard. Hon är biolog vid Danmarks Naturhistoriska Museum i Köpenhamn. Tänk på att höja volymen på din mobiltelefon. När du har förstärkt ljudet kan du höra ringen över alla bakgrundsljud i ett rum. På samma sätt säger hon, “När vi amplifierar DNA:t gör vi stora mängder av det specifika DNA som vi letar efter.” Det gör att detta DNA sticker ut mot “bruset” från andra arters genetiska skräp.

Hunter vid USGS skräddarsydde sitt arbete för att hitta och kopiera en del av den burmesiska pytonens DNA som skiljer sig från alla andra arter. År 2015 lät hennes team för första gången visa att de stora ormarna kunde upptäckas genom eDNA. Om eDNA-provtagningen blir mer rutin, kan det hjälpa forskare att spåra – eller leta efter – bevis på sällsynta eller kamouflerade arter till relativt låg kostnad.