براساس مطالعه‌ی جدید پژوهشگران دانشگاه فلوریدا، DNA انسان را می‌توان از مقادیر کمی آب، ماسه و هوای محیط توالی‌یابی و به‌طور بالقوه، اطلاعات شناسایی‌پذیر مانند تبار ژنتیکی، جنسیت و خطرات سلامتی را از آن استخراج کرد.
هر سلول بدن حاوی DNA است و از آنجا که هر فرد کد ژنتیکی منحصربه‌فردی دارد، DNA می‌تواند برای شناسایی افراد مورد استفاده قرار گیرد. به‌طور معمول پزشکان و پژوهشگران، DNA انسان را از طریق نمونه‌برداری مستقیم، مانند آزمایش خون، سوآپ نمونه‌گیری یا بافت‌برداری (بیوپسی) به‌دست می‌آورند. بااین‌حال تمام موجودات زنده ازجمله گیاهان و میکروب‌ها، به‌طور دائم DNA دفع می‌کنند. درنتیجه آب، خاک و حتی هوا حاوی ذرات میکروسکوپی از مواد بیولوژیکی موجودات زنده است.
دی‌ان‌ایی که موجود زنده در محیط پخش کرده است، به‌عنوان DNA محیطی یا eDNA شناخته می‌شود. در چند دهه‌ی گذشته، دانشمندان توانسته‌اند eDNA را از نمونه‌های خاک یا آب جمع‌آوری و توالی‌یابی کنند تا تنوع زیستی، جمعیت حیات‌وحش و عوامل بیماری‌زا را پایش کنند. ردیابی گونه‌های نادر یا دست‌نیافتنیِ درمعرض خطر انقراض ازطریق DNA محیطی آن‌ها، موهبتی بزرگ برای پژوهشگران بوده است؛ زیرا روش‌های پایش سنتی مانند مشاهده یا به‌دام‌انداختن می‌تواند برای گونه‌های مورد نظر دشوار، اغلب ناموفق و آزاردهنده باشد.
پژوهشگرانی که از ابزارهای eDNA استفاده می‌کنند، معمولا فقط روی گونه‌هایی که درحال مطالعه‌شان هستند، تمرکز می‌کنند و DNA سایر گونه‌ها را نادیده می‌گیرند. بااین‌حال انسان‌ها نیز DNA را در محیط اطرافشان پخش می‌کنند و همان‌طور که پژوهشگران ژنتیک‌شناس، بوم‌شناس و زیست‌شناس دریایی در آزمایشگاه دافی دانشگاه فلوریدا نشان داده‌اند، نشانه‌هایی از حیات انسانی را می‌توان در همه جا، به‌جز دورافتاده‌ترین مکان‌ها پیدا کرد.
حیوانات، انسان‌ها و ویروس‌ها در eDNA
به‌نقل از کانورسیشن، پژوهشگران از DNA محیطی برای مطالعه‌ی لاک‌پشت‌های دریایی درمعرض خطر انقراض و تومورهای ویروسی که لاک‌پشت‌ها مستعد آن‌ها هستند، استفاده کردند. لاک‌پشت‌های دریایی کوچکی که سر از تخم درمی‌آورند، هنگام خزیدن درامتداد ساحل برای رسیدن به اقیانوس، دی‌ان‌ای خود را در محیط پخش می‌کنند.
شن و ماسه‌ی برداشته‌شده از مسیر حرکت لاک‌پشت‌ها، برای ارائه‌ی اطلاعات ارزشمند درباره‌ی این حیوانات و ویروس‌های هرپس و تومورهای فیبروپاپیلوماتوزی که آن‌ها را مبتلا می‌کنند، حاوی DNA کافی است. برداشتن یک لیتر آب از مخزن یک لاک‌پشت دریایی درحال بهبودی که تحت مراقبت‌های پزشکی قرار دارد، به همان اندازه اطلاعات ژنتیکی برای پژوهش‌ها فراهم می‌کند. برخلاف نمونه‌گیری خون یا پوست، جمع‌آوری eDNA هیچ استرسی برای حیوان ایجاد نمی‌کند.
فناوری توالی‌یابی ژنتیکی که برای رمزگشایی DNA استفاده می‌شود، در سال‌های اخیر به سرعت بهبود یافته است و اکنون می‌توان DNA هر موجود زنده را در نمونه‌ای برداشت‌شده از محیط به‌راحتی توالی‌یابی کرد. پژوهشگران احتمال می‌دادند که نمونه‌های شن و آب که برای مطالعه‌ی لاک‌پشت‌های دریایی استفاده کرده‌اند، حاوی DNA شماری از گونه‌های دیگر، ازجمله انسان‌ها باشد. آنچه آن‌ها نمی‌دانستند این بود که DNA انسانی قابل استخراج تا چه حد اطلاعات مفید دارد.
برای پی‌بردن به این موضوع، پژوهشگران از مکان‌های مختلف فلوریدا، ازجمله اقیانوس‌ها و رودخانه‌های مناطق شهری و روستایی، شن‌های سواحل دورافتاده و جزیره‌ای دوردست که معمولا مردم از آن بازدید نمی‌کنند، نمونه‌برداری کردند. تیم پژوهشی DNA انسان را در تمام آن مکان‌ها، به‌جز جزیره‌ی دورافتاده پیدا کرد و این نمونه‌ها برای تجزیه‌وتحلیل و توالی‌یابی، به‌اندازه‌ی کافی باکیفیت بودند.
پژوهشگران همچنین از امتداد روخانه‌ای در ایرلند نمونه جمع‌آوری کردند و با کمال تعجب دریافتند که DNA محیطی به اندازه‌ی کافی دست‌نخورده بود تا بتوان جهش‌های مرتبط با بیماری را شناسایی و تبار ژنتیکی افراد ساکن در آن منطقه را تعیین کرد. توالی‌یابی دی‌ان‌ایی که افراد در ردپاهای خود در شن‌ها باقی گذاشتند، حتی بخشی از کروموزوم‌های جنسی آن‌ها را آشکار کرد.
پیامدهای اخلاقی جمع‌آوری DNA محیطی انسان
پژوهشگران بازیابی ناخواسته‌ی DNA انسان از نمونه‌های محیطی را «صید جانبی ژنتیک انسان» می‌نامند و خواستار بحث عمیق‌تر درباره‌ی چگونگی مدیریت اخلاقی eDNA انسان هستند.
دی‌ان‌ای محیطی انسان می‌تواند برای پژوهش‌ها در زمینه‌های متنوع مانند حفظ منابع طبیعی، همه‌گیرشناسی، پزشکی قانونی و کشاورزی، پیشرفت‌های چشمگیر به‌دنبال داشته باشد. eDNA انسان درصورت استفاده‌ی صحیح می‌تواند به باستان‌شناسان کمک کند تا سکونتگاه‌های کشف‌نشده‌ی انسان‌های باستانی را ردیابی کنند، به زیست‌شناسان امکان دهد تا بر جهش‌های سرطانی در جمعیتی خاص نظارت کنند یا اطلاعات پزشکی قانونی مفیدی را دراختیار مجریان قانون قرار دهد.
بااین‌حال، پیامدهای اخلاقی بی‌شماری نیز در ارتباط با جمع‌آوری و تجزیه‌وتحلیل سهوی یا عمدی eDNA انسان وجود دارد. اطلاعات شناسایی‌پذیر را می‌توان از eDNA استخراج کرد و دسترسی به این سطح از جزئیات در مورد افراد یا جمعیت‌ها، مسئولیت‌های مربوط به رضایت و محرمانه‌بودن را به‌همراه دارد.
پژوهشگران می‌گویند هیئت بازبینی سازمانی آن‌ها تضمین کرد که مطالعه‌شان روی افراد از دستورالعمل‌های اخلاقی پیروی کند؛ اما هیچ تضمینی وجود ندارد که همه‌ی پژوهشگران به این قواعد پایبند باشند.
پرسش‌های زیادی درمورد DNA محیطی انسان مطرح می‌شود. به‌عنوان مثال، چه کسی باید به توالی‌های eDNA انسان دسترسی داشته باشد؟ آیا این اطلاعات باید در دسترس عموم قرار گیرد؟ آیا پیش از نمونه‌برداری DNA محیطی انسان باید رضایت کسی را کسب کرد؟ آیا پژوهشگران باید اطلاعات ژنتیکی انسان را از نمونه‌هایی که دراصل برای شناسایی گونه‌های دیگر جمع‌آوری شده‌اند، حذف کنند؟
