Stel je voor dat je met een simpele luchtfilter kunt ontdekken welke dieren in de buurt zijn, welke virussen er rondzweven, en zelfs of er drugs in de lucht hangen. Klinkt het als sciencefiction? Niet meer.
Een team van de Universiteit van Florida heeft in een studie in het vakblad Nature Ecology & Evolution laten zien dat dit echt kan. Ze verzamelden luchtmonsters in de Ierse stad Dublin en een bos in de Amerikaanse staat Florida en vonden een schat aan genetische informatie.
De onderzoekers gebruikten technieken die oorspronkelijk bedacht zijn om zeeschildpadden te volgen via water en zand. Nu richtten ze zich met dezelfde techniek op de lucht. Ze gebruikten vacuümpompen om lucht door filters te zuigen, waarbij genetisch materiaal van diverse organismen achterbleef. Ook namen ze monsters door oppervlakken af te vegen en filters aan voertuigen te bevestigen tijdens het rijden.
Binnen een dag verwerkt
Wat bleek? DNA-fragmenten die in de lucht rondzweven zijn groot en vaak intact, perfect voor gedetailleerde analyses. Voor de analyse pasten de wetenschappers zogenaamde shotgun-sequencing toe, waarbij alle aanwezige DNA-fragmenten worden uitgelezen zonder vooraf te selecteren op specifieke soorten. Ze werkten met twee verschillende sequencingtechnieken: een die kortere DNA-stukken leest en een die langere fragmenten kan analyseren. Dankzij de nieuwste apparatuur en cloudsoftware waren de monsters binnen een dag verwerkt, volgens de onderzoekers een wereld van verschil met vroeger, toen dit weken of zelfs maanden duurde.
Niet alleen DNA van planten en dieren
De filters vingen uiteindelijk niet alleen DNA op van planten en dieren, maar ook van honderden ziekteverwekkers en zelfs cannabis, papaver en paddo’s. In het bos in Florida vonden de onderzoekers bijvoorbeeld DNA van lynxen en spinnen, en ze konden zelfs achterhalen waar die dieren vandaan kwamen. Dat is goud waard voor natuurbescherming. Het vertelt wetenschappers meer over populaties en migraties zonder dat ze dieren hoeven te storen. Normaal moeten onderzoekers uitwerpselen zoeken of schuwe beesten observeren, maar dat is tijdrovend en vaak stresserend voor de dieren. Met deze methode kunnen bedreigde soorten in stilte worden gevolgd.
Vroegtijdig opsporen van ziektes
In Dublin ontdekten de filters ook DNA van virussen en bacteriën die mensen ziek maken. Dat opent deuren naar het vroeg opsporen van ziektes als griep of covid, nog voor ze uitbreken. Daarnaast detecteerde het team ook genen die resistentie tegen antibiotica aangeven. Ook allergenen, zoals pinda’s en pollen, werden nauwkeuriger gedetecteerd dan met oude technieken. Dat kan leiden tot modernere waarschuwingssystemen voor mensen met allergieën. En dan was er nog iets opvallends: sporen van drugs in de lucht. Dat wijst niet meteen op gebruik, maar kan wel laten zien hoe wijdverspreid bepaalde stoffen zijn, en ook dat is handig voor bijvoorbeeld gezondheidsorganisaties.
Hoe zit het met privacy?
Hier komt echter de kanttekening. De technieken die gebruikt werden, kunnen ook menselijk DNA vinden. In stedelijke gebieden troffen de wetenschappers meer menselijk DNA aan dan in landelijke omgevingen. In Dublin detecteerden ze 87 verschillende menselijke genetische varianten, terwijl een bosmonster er 8 bevatte. Dat roept vragen op over privacy. De onderzoekers pleiten daarom voor strenge regels: deze technologie is krachtig, maar mag niet zomaar gebruikt worden. Het is immers gemakkelijk om er misbruik van te maken. Maar als de technieken verantwoord gebruikt worden, kunnen ze veel betekenen voor natuurbeheer en de volksgezondheid.
