A környezeti DNS

A környezeti DNS (eDNA – environmental DNA) az utóbbi évtized egyik slágertémája az ökológia, konzervációbiológia, biodiverzitás-kutatás, biomonitoring vagy épp az invazív fajok kutatásának területén. eDNA bármilyen környezeti mintából (víz, levegő, talaj, üledék stb.) közvetlenül kivont DNS, anélkül, hogy a vizsgálandó organizmust/-okat előzetesen izolálnánk. Habár a koncepció nem újkeletű, hiszen mikrobiológusok már a 80-as években vizsgálták a bakteriális élőlényközösségeket talajból izolált nukleinsavak (DNS, RNS) segítségével, az eDNA, mint kutatási terület a molekuláris biológia, biotechnológia és az újgenerációs szekvenálási módszerek térhódításával vált igazán népszerűvé. Az alkalmazott módszer lehetővé teszi nagyobb élőlények (pl. halak) előfordulásának megismerését (DNS maradványaik tanulmányozása révén) anélkül, hogy azokat megfognánk.

Az eDNA mind forrását, mind állapotát tekintve rendkívül változatos lehet. Ide tartozik például a különféle élőlények kültakarójáról vagy különféle anyagcsere-folyamataikból származó „elhagyott” DNS fragmentumok, vagy akár a környezeti mintában levő élő mikroorganizmusok intakt DNS állománya. A sokféle DNS „szűrése” a vizsgálni kívánt fajra, vagy élőlénycsoportra a molekuláris labormunka, illetve bioinformatikai elemzés során történik. 

Az eDNA vizsgálatának felhasználási területei rendkívül változatosak. Ritka vagy rejtőzködő életmódot folytató, esetleg más okból a klasszikus vizsgálati módszerekkel nehezen megfigyelhető fajok esetében az új módszer igen hatékonyan működhet. Érzékenysége miatt invazív fajok esetében egyfajta korai vészjelzőrendszer dolgozható ki, amely adott esetben még időbeni beavatkozást tehet lehetővé. Az ún. nagy áteresztőképességű DNS szekvenálási technológiáknak köszönhetően lehetőség van párhuzamosan akár több száz mintából egyszerre meghatározni egyes élőlényközösségek összetételét . Ez az alkalmazási terület a biomonitoring forradalmasítását jelentheti,  a nagyszámú minták idő- és költséghatékony feldolgozása miatt. A biomonitoring jelentős szerephez jut a víztestek ökológiai állapot meghatározásában is, amely az Európai Unióban a tagállamok vízgazdálkodási stratégiájának fontos pillérét képezi.

eDNA alapú kutatásokat az Intézetünk is folytat, mely során a Balaton vizét átszűrve, a benne levő DNS alapján elemezzük a halközösségek eloszlását, illetve víz, üledék és élőbevonat DNS állományából az algaközösségek összetételét, melyből a tó ökológiai állapotáról is információt nyerhetünk. Vizsgálataink első eredményei 2023-ra várhatók.