Umwelt-DNA: Forschende können mit Proben Menschen identifizieren

Wenn wir nur schon sprechen, atmen oder laufen, ist es für Forschende bald möglich, herauszufinden, ob wir an einem bestimmten Ort waren. Wir husten dabei Partikel, verlieren Haare oder Hautschuppen und hinterlassen damit mikroskopische Spuren in der Luft, im Wasser oder sogar im Sand. Diese Umweltproben sind intakt genug, um die DNA eines Menschen zu extrahieren und so herauszufinden, wem diese gehört.

Diese Entdeckung machte ein Forschungsteam der Universität Florida. Ihre Erkenntnisse wurden auf der Wissenschaftsplattform Theconversation.com veröffentlicht. «Wir haben festgestellt, dass wir fast überall Spuren von menschlichem Leben finden können, ausser an extrem isolierten Orten», so Jenny Whilde, wissenschaftliche Mitarbeiterin für Meeresbiologie an der Universität.

DNA, die von Organismen in der Umwelt verteilt wird, nennt man Umwelt-DNA oder auch eDNA. Diese wurde in der Forschung bisher primär im Zusammenhang mit Tieren oder Pflanzen analysiert, um Rückschlüsse auf die Population, gefährdete Tierarten oder Krankheitserreger zu ziehen. Das erleichterte die empirische Forschung, da mit dieser Umwelt-DNA keine Tiere gefangen oder vor Ort beobachtet werden mussten.

Mit diesen DNA-Umweltproben können die Wissenschaftler bei Menschen neben der genetischen Abstammung auch das Geschlecht oder (vererbte) Gesundheitsrisiken feststellen. «Wir wussten nicht, wie informativ die menschliche DNA ist, die wir damit extrahieren konnten», so Whilde auf Theconversation.com. Normalerweise nutzt das Team Umwelt-DNA zur Forschung von gefährdeten Meeresschildkröten.

Die Schildkröten krabbeln in der Nacht auf dem Sand und hinterlassen dabei Spuren, die die Forschenden am nächsten Tag als DNA gewinnen können. Im Gegensatz zu Blut- oder Hautproben verursachen solche Entnahmen keinen Stress für das Tier. Dabei untersuchen sie auch, ob bestimmte geläufige Tumoren bei den Schildkröten vertreten sind.

Diese Entdeckung wollten die Forschenden gleich weiterführen und nahmen aus verschiedensten Orten in Florida und Irland Umwelt-DNA-Proben. Darunter waren Meere, Sand, Berge und Flüsse in abgelegenen Gebieten sowie eine von Menschen nie besuchte Insel. «Wir fanden an allen Orten ausser der entlegenen Insel Spuren von menschlicher DNA», so die Studienführer. Die Proben waren dabei qualitativ hochwertig genug für die Analyse und Sequenzierung.

Ein weiterer Test wurde in einem Raum eines Tierkrankenhauses in Florida durchgeführt. Dort wurden nur Luftproben gesammelt. Die Ergebnisse waren erstaunlich: Alle DNA-Proben gaben neben den Tier-Patienten Rückschlüsse auf das gesamte Personal, das dort arbeitete. 

Die Forschenden fordern als nächsten Schritt nun eine Diskussion, wie menschliche Umwelt-DNA aus ethischer Sicht gehandhabt werden soll. Whilde: «In Zukunft könnten Biologen Krebsmutationen in einer bestimmten Population überwachen oder forensische Labors nutzen die DNA-Spuren zur Überführung von Kriminellen.» Falls die Technologie also für Menschen genutzt werden soll, braucht es Vorschriften, damit die Privatsphäre von Nichtbeteiligten geschützt wird.