Çevresel DNA (eDNA) Nedir? Havada Bıraktığımız DNA Parçaları, Ekoloji ve Adli Tıpta Devrim Yaratabilir!
İnsan ve Diğer Hayvanların DNA'sı İlk Kez Doğrudan Havadan Toplandı!
Bu haber 3 yıl öncesine aittir. Haber güncelliğini yitirmiş olabilir; ancak arşivsel değeri ve bilimsel gelişme/ilerleme anlamındaki önemi dolayısıyla yayında tutulmaktadır. Ayrıca konuyla ilgili gelişmeler yaşandıkça bu içerik de güncellenebilir.
Araştırmacılar, havadaki hayvan ve insan DNA'sını başarılı bir şekilde topladılar ve tıpkı suda olduğu gibi, hayvanların ve insanların havada da kendilerine özgü takip edilebilir izler bıraktıklarını keşfettiler.
31 Mart 2021'de, PeerJ üzerinden yayımlanan çalışma sonuçları, ekolojik sürveyansa ek olarak bir gün adli tıp ve halk sağlığında ilerlemelere yol açabilecek çevresel DNA (veya eDNA, yani insan ve diğer canlıların çevreye saçtığı DNA) yeni araştırma sahasını temsil ediyor.[1] Bölgede yaşayan türler hakkında bilgi edinmek için sudan eDNA toplamak oldukça yaygın hale geldi, ancak şimdiye kadar hiç kimse havadan hayvan eDNA'sı toplamaya çalışmamıştı. Bitkileri incelemek için havadaki DNA'yı kullanan ve mevcut çalışmaya dahil olmayan Texas Tech Üniversitesi ekologlarından Mark Johnson, şöyle söylüyor:
Memeliler üzerinde çalışmalar yapmak için doğrudan havadan alınan örnekler ilk kez kullanıldı ve bu, gerçekten heyecan verici. Havayla taşınan DNA'nın, başlangıçta düşündüğümüzden çok daha yaygın olduğunu öğrendik ve bence bu yeni makale, yeni alanlara genişlemenin kapısını açıyor.
Londra Queen Mary Üniversitesi'nde moleküler ekolog ve yeni makalenin ortak yazarı Elizabeth Clare'e göre eDNA, sucul sistemlerde biyo-izleme için en hızlı büyüyen ekolojik araçlardan biridir. eDNA'nın kullanımı, bütün organizmaların çevre içerisinde nereye giderlerse gitsinler "genetik parmak izleri" bırakıyor olmasına dayanmaktadır. eDNA, bir bölgede hangi türlerin sık olarak bulunduğu hakkında değerli bilgiler verebilir. Clare, şöyle söylüyor:
Karasal hayvanların varlığını izlemek için eDNA'yı havadan filtreleyip filtreleyemeyeceğimizi bilmek istiyorduk. Bir oyuk veya mağarada yaşayan, kolayca göremediğimiz veya yakalayamadığımız canlı türlerini belirlemenin bir yolu olarak havadan DNA alınması yöntemini kullanıp kullanamayacağımızla ilgileniyorduk.
Son birkaç yılda eDNA, bilim insanlarının, yüksek derecede korunan büyük tepeli semender gibi nesli tükenmekte olan ve geleneksel yöntemlerle izlenmesi zor olan beyaz köpekbalığı gibi türleri izlemesine yardımcı oldu.[2] Araç daha da geliştirildikçe, araştırmacılar, eDNA'yı su ürünleri yetiştiriciliği endüstrisindeki patojenlerin tespiti ve hatta memeliler dahil karasal organizmaların izlenmesi dahil olmak üzere yeni alanlarda kullanmaya başladı.[3], [4] Ancak tüm bu durumlarda, örnekler, göller veya nehirler gibi su kaynaklarından veya nadir durumlarda nemli topraktan alınıyordu.
Clare, eDNA'nın havada tespit edilip edilemeyeceğini görmek için, 225 adet çıplak kör fareden oluşan bir koloninin bulunduğu 12 m2 alana sahip küçük bir odada havadan memeli eDNA'sı almak amacıyla basit bir deney tasarlayarak işe başladı. Clare, The Scientist'e verdiği demeçte şöyle söylüyor:[5]
Bu çıplak kör fare kolonisi, deney odasında çok uzun bir zaman boyunca, yerleşik bir halde bulunmuştu. Bundan yola çıkarak, havada DNA birikmesi durumunda, örnek almak mümkün olacaktı.
Clare, mevcut sucul eDNA prosedürlerinden yararlanarak, 22 ve 45 mikrometrelik iki filtreden, su numunesi yerine hava çekmek için bir pompa düzeneği kurdu. eDNA, saç veya deri parçaları, serbest dolaşan yalın DNA gibi çeşitli biçimlerde olabileceği için, deney düzeneği, büyük olasılıkla birçok farklı büyüklükteki parçacıkları yakalayabilecekti. Çalışma ekibi, ayrıca DNA miktarının 5, 10 veya 20 dakika sonra farklı olup olmadığını görmek için farklı filtreleme sürelerini test etti. Deney, çıplak kör farelerin oyuk sistemi içindeki hapsolmuş havadan ve açık odadan altışar adet olmak üzere toplam 12 örnek ile ikişer adet pozitif ve negatif kontrolden oluşturuldu.
İki örnek hariç tümünde, çıplak kör fare DNA'sı tespit edildi. Oyuklar, daha büyük odadan daha güçlü bir sinyal oluştursa da, ne filtre boyutu ne de zaman (ve dolayısıyla filtrelenen havanın hacmi) DNA veriminde önemli farklılıklara yol açmadı. Clare, şöyle söylüyor:
Deneyin yapılır yapılmaz başarıya ulaşması bizi şaşırttı. Aslında, bir dizi değişiklik yapmamız gerekebileceğini düşünüyorduk, ancak buna gerek kalmadı ve ilk denememizde işe yaradı.
Aşağıdaki videoda, moleküler ekolog Elizabeth Clare, memelilerin havadaki genetik izlerini aramak için sudaki eDNA'yı örneklemek amacıyla geliştirilen tekniklerden nasıl yararlandığını anlatıyor.
eDNA üzerine çalışmalar yürüten ve mevcut araştırmada yer almayan Amsterdam Üniversitesi'nden evrimsel biyolog Kathryn Stewart, bu çalışmanın gelecekteki çalışmalar için sağlam bir temel oluşturduğunu söylüyor. Aynı şekilde yeni çalışmada bulunmayan Texas Tech Üniversitesi'nden ekolog Matthew Barnes ise şöyle söylüyor:
Nispeten büyük hayvanlardan alınan DNA'nın hava örneklerinde de tespit edilebileceğinin ispatlanması, havada taşınan eDNA analizi potansiyelini önemli ölçüde genişletiyor.
Clare; oyuklar, mağaralar ve çukurlar gibi erişilmesi zor olabilecek alanlarda havadaki DNA'nın, ekolojik araştırmalar için önemli olduğunu düşünüyor. Clare ile aynı fikirdeki Johnson, birkaç yıl önce yarasalarda beyaz burun sendromunu non-invaziv olarak izleyebilmek amacıyla havadaki eDNA'nın kullanılması için çalışmasına finansal destek (hibe) başvurusunda bulunmuştu; ancak o zamanlar proje çok deneysel olarak görüldüğü için kabul almamıştı. Stewart, eDNA'nın sucul bilimdeki başarılarından sonra The Scientist'e şöyle söylüyor:[5]
Birinin bunu bir adım öteye götürdüğünü görmek ve başka hangi tür ortamlardan DNA elde edebileceğimizi bilmek çok heyecan verici. Ortaya koydukları tek sonuç, havadan DNA'yı kesin olarak toplayabileceğinizdir; ancak, saha için ileriye dönük daha çok fikre ihtiyacımız var. Önümüzdeki zorlukların da heyecan verici fırsatlar olduğunu düşünüyorum.
Bu zorluklardan biri, kontaminasyon (bulaşma) problemi olacaktır. Araştırmacılar, şaşırtıcı bir şekilde yaptıkları deneyin negatif kontrollerinde insan DNA'sı buldu. Öyle ki, bazı örneklerde, insan bileşeni, oyukların içinde bile çıplak kör farelerinin bileşenleri kadar güçlüydü. Sonrasında, bunun nedeninin, deneyi yapan araştırmacılardan kaynaklı kontaminasyon olduğu anlaşıldı. Memeli olmayan canlılar üzerinde çalışmalar yapan araştırmacılar için, kullandıkları sıralama araçları yalnızca çalışmayla ilgili türün bileşenlerini belirlediğinden, bu durum daha az endişe verici. Stewart, şöyle söylüyor:
Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, sitemizin/uygulamamızın çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, %100 reklamsız ve çok daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.
KreosusKreosus'ta her 10₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.
Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.
PatreonPatreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.
Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.
YouTubeYouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.
Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.
Diğer PlatformlarBu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.
Giriş yapmayı unutmayın!Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza üye girişi yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.
Ancak, memeli DNA'sını tespit etmeyi amaçlayan örnekleme için kontaminasyon en büyük zorluklardan biri olacaktır.
Clare, kontaminasyonu engellemek için olası yöntemler üzerinde şimdiden beyin fırtınası yapmaya başladı. Çalışmaların kontaminasyon olmadan sürdürülmesi için olası yöntemlere şunlar örnek verilebilir: solunum aygıtları içeren giysiler ile numuneler toplamak, Johnson'ın havadan bitki DNA'sı toplama çalışmasında yaptığı gibi havada bulunan artık malzemeleri pasif bir şekilde toplamak için sahada günler veya haftalarca toz tuzakları konuşlandırmak veya dizileme sırasında insan DNA'sının çoğalmasını engelleyen bloke edici problar kullanmak...[6]
Clare ayrıca, genetik materyalin havanın değişen ortamında nasıl davrandığını ve varlığını sürdürdüğünü daha iyi anlamak için çalışmalar tasarlıyor. Tüm bunlar, su araştırmalarına uygulanan aynı titiz standartları kullanarak havadan gelen eDNA'yı doğrulamak için itici bir güçtür.
Deneydeki insan kontaminasyonu keşfinin en güzel yanı, havadaki DNA'nın adli tıp veya halk sağlığı uygulamalarında kullanılabileceğini göstermesidir. Bu çalışmaya ev sahipliği yapan üniversite, araştırma ekibinin, tekniğin başka şekillerde nasıl uygulanabileceğini görmek için NatureMetrics şirketi de dahil olmak üzere sektördeki şirketlerle çalıştığını söylüyor. Clare, şöyle söylüyor:
Bu yaklaşımın ekolojik değerlendirmeler için kullanılıp kullanılamayacağını görme girişimi olarak başlayan çalışma, adli tıp, antropoloji ve hatta tıp alanındaki potansiyel uygulamalarla artık çok daha fazlasını ifade eder hale geldi.
Suç mahallerinden alınan DNA, genellikle bozulmuş veya seyrelmiş bir haldedir. Clare, havadan nükleik asidin sadece çok küçük parçacıklarını toplayarak oldukça kullanılabilir sonuçlar elde etmeyi başardı. Geleneksel DNA toplama yöntemleri belirsiz kalırken, Clare'in geliştirdiği yöntem sayesinde verinin ne kadarının bilinmeyen kaldığı hızlıca belirlenebilir.
Şüphesiz bu başarı, gelecekte, bilimsel araştırmalarda olduğu kadar suça karşı verilen mücadelede de büyük bir önem taşıyacaktır. Buna en güzel örnek; bazı büyük suç olaylarında, suçlular yok ettiği için, olay yerindeki yüzeylerde belirgin DNA izi bulunamamasına karşı, alternatif olarak havadan DNA alma yöntemi ile başarılı sonuçlar elde edilebilecek olmasıdır.
Ancak, yine de bunun için henüz erken olduğunu söyleyebiliriz. Clare, şöyle söylüyor:
Havadan DNA toplanması ile neler yapabileceğimiz konusunda, henüz spekülasyon aşamasındayız. Havadan DNA toplanması mümkün mü? Evet. Bunun ötesinde kesin olarak bir şey söyleyebilir miyiz? Hayır.
İçeriklerimizin bilimsel gerçekleri doğru bir şekilde yansıtması için en üst düzey çabayı gösteriyoruz. Gözünüze doğru gelmeyen bir şey varsa, mümkünse güvenilir kaynaklarınızla birlikte bize ulaşın!
Bu içeriğimizle ilgili bir sorunuz mu var? Buraya tıklayarak sorabilirsiniz.
Soru & Cevap Platformuna Git- 16
- 11
- 8
- 7
- 5
- 4
- 4
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- Türev İçerik Kaynağı: The Scientist | Arşiv Bağlantısı
- ^ E. L. Clare, C. K. Economou, C. G. Faulkes, J. D. Gilbert, F. Bennett, R. Drinkwater, J. E. Littlefair, et al. (2021). Ednair: Proof Of Concept That Animal Dna Can Be Collected From Air Sampling. PeerJ. doi: 10.7717/peerj.11030. | Arşiv Bağlantısı
- ^ H. C. Rees, et al. (2017). The Detection Of Great Crested Newts Year Round Via Environmental Dna Analysis. BMC Research Notes, sf: 1-4. doi: 10.1186/s13104-017-2657-y. | Arşiv Bağlantısı
- ^ L. Peters, et al. (2018). Environmental Dna: A New Low-Cost Monitoring Tool For Pathogens In Salmonid Aquaculture. Frontiers in Microbiology. doi: 10.3389/fmicb.2018.03009. | Arşiv Bağlantısı
- ^ N. G. Sales, et al. (2020). Fishing For Mammals: Landscape‐Level Monitoring Of Terrestrial And Semi‐Aquatic Communities Using Edna From Riverine Systems. Journal of Applied Ecology, sf: 707-716. doi: 10.1111/1365-2664.13592. | Arşiv Bağlantısı
- ^ a b A. Heidt. Environmental Dna Can Be Pulled From The Air. (7 Nisan 2021). Alındığı Tarih: 7 Nisan 2021. Alındığı Yer: The Scientist | Arşiv Bağlantısı
- ^ M. D. Johnson, et al. (2019). Analyzing Airborne Environmental Dna: A Comparison Of Extraction Methods, Primer Type, And Trap Type On The Ability To Detect Airborne Edna From Terrestrial Plant Communities. Environmental DNA, sf: 176-185. doi: 10.1002/edn3.19. | Arşiv Bağlantısı
- A. P. Taylor. Researchers Can Now Collect And Sequence Dna From The Air. (6 Nisan 2021). Alındığı Tarih: 8 Nisan 2021. Alındığı Yer: Live Science | Arşiv Bağlantısı
- L. Papadopoulos. Scientists Collect Animal Dna From Air For The First Time Ever. (2 Nisan 2021). Alındığı Tarih: 8 Nisan 2021. Alındığı Yer: Interesting Engineering | Arşiv Bağlantısı
- Queen Mary University of London. Study Provides First Evidence Of Dna Collection From Air. (31 Mart 2021). Alındığı Tarih: 8 Nisan 2021. Alındığı Yer: | Arşiv Bağlantısı
- J. Goodyer. Dna Can Be Collected From Air, Scientists Show For First Time. (1 Nisan 2021). Alındığı Tarih: 8 Nisan 2021. Alındığı Yer: Science Focus | Arşiv Bağlantısı
- D. Robitzski. New Technique Identifies Dna Floating Through The Air. (31 Mart 2021). Alındığı Tarih: 8 Nisan 2021. Alındığı Yer: Futurism | Arşiv Bağlantısı
- I. Schultz. Airborne Dna Could Help Scientists Find Elusive Animals. (31 Mart 2021). Alındığı Tarih: 8 Nisan 2021. Alındığı Yer: Gizmodo | Arşiv Bağlantısı
- T. Hale. Human Dna Can Be Collected From Air, First-Of-Its-Kind Study Shows. (1 Nisan 2021). Alındığı Tarih: 8 Nisan 2021. Alındığı Yer: IFLS | Arşiv Bağlantısı
- B. Ferreira. Scientists Collected Human Dna From The Air In A Breakthrough. (31 Mart 2021). Alındığı Tarih: 8 Nisan 2021. Alındığı Yer: VICE | Arşiv Bağlantısı
- J. Fingas. Scientists Show You Can Collect Dna From The Air. (4 Nisan 2021). Alındığı Tarih: 8 Nisan 2021. Alındığı Yer: Engadget | Arşiv Bağlantısı
- J. Pinkstone. Burglars Beware! Scientists Have Discovered A Way To Collect Human Dna From The Air Around Us. (31 Mart 2021). Alındığı Tarih: 8 Nisan 2021. Alındığı Yer: Daily Mail | Arşiv Bağlantısı
- S. Knapton. Dna Can Be Collected From The Air And Could Help Track Viruses. (31 Mart 2021). Alındığı Tarih: 8 Nisan 2021. Alındığı Yer: The Telegraph | Arşiv Bağlantısı
- M. Mathers. Animal Edna Can Be Collected From Air To Identify Species, Concept Study Shows. (31 Mart 2021). Alındığı Tarih: 8 Nisan 2021. Alındığı Yer: The Independent | Arşiv Bağlantısı
- L. Dergacheva. Scientists Collect Human Dna From Air For The First Time. (31 Mart 2021). Alındığı Tarih: 8 Nisan 2021. Alındığı Yer: Sputnik News | Arşiv Bağlantısı
Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?
Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:
kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci
Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 12/12/2024 09:36:28 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/10339
İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.